Controle de Solo em Dunas e Vales no Sul da Austrália

Contexto

Wes e Karen Matthews cultivam a oeste de Kimba, no Sul da Austrália, na Eyre Peninsula, com sua fazenda principal ao longo da Eyre Highway. A operação deles inclui principalmente trigo, cevada e lentilhas em 7.500 hectares. São 1.400 hectares de solos arenosos problemáticos dentro de sistemas de dunas e vales, e o restante é um mosaico de diferentes tipos de solos mais pesados.

Os Matthews, em conjunto com seu consultor de solos Michael Eyres, começaram a usar o Launch Pad para planejamento de frota e posicionamento de caixas de campo, além de usar recursos para redesenhar suas linhas de percurso e melhorar a eficiência de tempo. Uma descoberta fundamental das simulações iniciais foi que, após carregar os limites de seus talhões e as cabeceiras AB existentes, o Launch Pad foi usado para identificar cabeceiras AB mais eficientes. Foram criados planos de percurso para os talhões que reduziram o número de faixas em um talhão de 190 para 127 e reduziram a distância de manobra em 1,87 quilômetros. A nova linha AB acrescentou 1,82 ha à área sobreposta, mas ajudou a reduzir a erosão do solo, o consumo de combustível e economizou 21 minutos no tempo total de semeadura.

Esses ganhos foram apenas o primeiro passo. A equipe agora avançou para usar o Launch Pad para simplificar as decisões mais complexas de gestão de talhões em torno de deslocamentos de cabeceiras AB, gestão da estabilidade da superfície do solo e planejamento de frota.

O Launch Pad, desenvolvido pela Verge Ag, é uma plataforma de agricultura de precisão baseada na web que transforma o maquinário existente do produtor e seus sistemas de orientação em autonomia supervisionada. Ele gera rotas personalizadas compatíveis com GPS com base nos limites dos talhões, especificações do equipamento e objetivos operacionais, planejando a forma mais eficaz de o equipamento se mover pelo campo. Isso reduz decisões dispendiosas dentro da cabine e melhora a produtividade geral, ao mesmo tempo em que reduz o consumo de combustível, o tempo de trabalho e o impacto ambiental. Quando combinado com piloto automático e orientação de alta precisão, os operadores se concentram no monitoramento em vez da direção.

Resumo do Estudo de Caso

O Desafio

Um problema significativo que os Matthews continuam enfrentando é gerenciar as operações em torno dos sistemas de dunas e vales, que são formas de relevo que passaram por ciclos repetidos de erosão e reformação. As partículas de areia das dunas mais altas se reverteram geologicamente em arenito ao longo de milhares de anos antes de se decomporem novamente, o que produz areias de partículas finas altamente móveis, geralmente agindo como uma camada de areia frequentemente hidrorrepelente sobre uma camada de areia de endurecimento sazonal.

Essas formas de relevo antigas e em constante mudança criam desafios, particularmente porque correm em grande parte perpendicularmente ao ângulo das estradas da área e, como resultado, frequentemente às linhas de cerca mais longas (que tradicionalmente ditam as cabeceiras AB). Portanto, o maquinário frequentemente teve de navegar por elas em ângulos difíceis. As formações de dunas paralelas ascendentes são gerenciadas de várias formas na Kooma View, incluindo espalhamento de argila com um raspador, subsolagem e escarificação, surfactantes multiuso para solo e planejamento integrado de percursos.

Tais tipos de solo variáveis frequentemente dificultaram o planejamento e a condução do manejo do solo da fazenda. As operações foram influenciadas pela posição das dunas, ventos predominantes, efeitos de sotavento, variação de pH, tipo e volume de argila disponível, capacidade dispersiva da argila e diferenças de granulometria. O tratamento eficiente de cada tipo de solo requer práticas personalizadas e planejamento complexo, que o Launch Pad tem a capacidade de otimizar.

Para complicar ainda mais o cultivo, o vento muda de direção ao longo do ano, o que altera as formas das dunas e a direção do movimento e acúmulo do solo. Durante a semeadura (abril a maio), frentes meteorológicas comumente trazem ventos fortes de oeste. Se as culturas forem plantadas de leste a oeste, os sulcos se alinham com a direção do vento, criando "linhas de calha" que permitem fluxo de vento acelerado e arraste de partículas finas. Isso faz com que a areia se mobilize rapidamente ao longo das fileiras, cortando as culturas emergentes em áreas vulneráveis, às vezes em uma única noite.

Outro problema do cultivo nesse tipo de terra é que manter as mesmas linhas CTF ano após ano levou ao revolvimento e exposição dos solos superficiais, tornando-os cada vez mais vulneráveis à movimentação pelo vento.

Eficiências foram perdidas tanto em tempo quanto em sobreposição devido aos problemas no tráfego pelos diversos tipos de solo e sistemas de dunas e vales. Os custos de sobreposição são cada vez mais significativos para os negócios, considerando o aumento do preço dos insumos, em particular fertilizantes e combustível para a safra de 2026.

O planejamento de frota também tem sido uma área-chave que afeta a eficiência, particularmente em relação ao posicionamento de caixas de campo e caminhões. Ter a capacidade de otimizar planos para ficarem vazios no final de um talhão para trocas de variedades pode ser uma enorme economia de tempo. Os Matthews identificaram isso como uma área-chave com potencial para melhoria da eficiência operacional e de planejamento desde os primeiros dias de uso do Launch Pad.

Uma Mudança de Mentalidade

Focando nas questões relacionadas ao manejo do solo, os Matthews identificaram que precisavam mudar seu pensamento em macroescala ("não podemos controlar a natureza") para intervenção em microescala ("controlar o primeiro centímetro acima do solo"), o que se tornou central para a estratégia de manejo de solos difíceis, como os sistemas de dunas e vales. Trabalhando com o cientista de erosão do solo John Leys (NSW), a equipe se concentrou em entender:

• Fluxo de pico: a velocidade do vento na qual as partículas de areia atingem o movimento máximo.
• Tamanho crítico de partícula: grãos menores que 0,84 mm são muito mais móveis.
• Altura de controle: impedir o movimento do primeiro grão de areia. Embora a erosão pareça dramática com plumas de poeira visualmente existindo a 50 metros de altura, a oportunidade de intervenção mais eficaz ocorre no centímetro superior do solo onde o movimento de partículas começa. Até o padrão do pneu é crítico.

Usando o Launch Pad

Os Matthews e Michael consideram o Launch Pad fácil de usar ao longo dos anos. Pré-popular a plataforma com seus mapas de talhões existentes e linhas AB do John Deere Operations Center tornou muito mais fácil começar a planejar e refinar as linhas AB existentes diretamente no Launch Pad. Eles sentiram que o custo do Launch Pad valia bem os benefícios que oferecia a seus sistemas agrícolas. Nesse estágio, eles estimam que estão usando apenas 30 a 40% da capacidade total da plataforma. Outro bônus foi que os ventos predominantes podiam ser evitados quando o planejamento de percurso podia ser feito no conforto do escritório em vez do talhão.

A equipe inicialmente esperava usar o Launch Pad principalmente para eficiência ao nível de talhão, como otimizar o posicionamento de caixas de campo, garantir que as caixas esvaziassem no momento certo para segregações de variedades, ou para planejar remoções de cercas para aumentar a eficiência, reduzindo o risco erosional e prevenindo bancos de sementes de ervas daninhas ao longo das linhas de cerca. Por exemplo, Wes e sua equipe puderam comparar as eficiências do talhão se uma cerca fosse derrubada antes de a operação ser concluída. Wes combinou dois talhões usando esses dados, economizando 206 manobras nas cabeceiras e um adicional de 2,63 hectares em sobreposição e despesas com insumos.

À medida que o trabalho avançou, o foco mudou e o sistema começou a abrir oportunidades muito mais amplas do que as originalmente previstas, como abordar a preservação do solo superficial. Essas descobertas foram importantes, pois permitiram que o Launch Pad auxiliasse na concepção e quantificação das mudanças operacionais que funcionavam com as mudanças identificadas no sistema que eram necessárias.

Alterando Cabeceiras AB para Combater a Movimentação do Solo

Para reduzir o tráfego repetido em solos mais leves na semeadura, os Matthews usaram o Launch Pad para auxiliar no redesenho, ou deslocamento, de suas cabeceiras AB. As duas principais abordagens no redesenho de planos de percurso a partir das linhas CTF originais foram:

• Semeadura em losango (inclinada a 45°): mais plantas impedindo o fluxo de pico dos ventos predominantes por metro linear.
• Semeadura cruzada (norte a sul + leste a oeste): estabilidade do solo e facilidade de manejo, mas menor número de plantas que se intersectam.

O objetivo era reduzir o tráfego repetido, bem como criar uma densa "barreira viva" que intersectasse os caminhos do vento, perturbando o fluxo de ar e reduzindo o movimento da areia em torno das formações de dunas ascendentes. Com base no movimento de solo superficial observado e na subsequente remoção de 5 a 7 cm de solo superficial das dunas após a semeadura, os cálculos usando os métodos de semeadura cruzada e em losango indicaram que o tratamento pode ter prevenido o movimento e a perda de até 700 t/ha de solo, assumindo uma densidade aparente do solo de 1.

Para alcançar e então desenvolver ainda mais esses conceitos de manejo, Wes começou a experimentar a colheita em ângulo. O Launch Pad tem um recurso que permite que as cabeceiras originais sejam alteradas por um número definido de graus, o que cria um novo plano de percurso que identifica uma rota com o menor número de faixas, ou o tempo mais rápido para concluir.

Usando esses recursos, a equipe testou deslocamentos de até 15 graus em relação às linhas AB originais; no entanto, esse ângulo provou ser muito irregular em diferentes tipos de solo e com suas plataformas de colheita. Eles acabaram optando por um ajuste de 8 graus, que manteve um fluxo suave e contínuo na barra de corte e, em combinação com o reel de ar AWS, reduziu significativamente as perdas de espiga e grão durante a colheita. Uma mudança de +8° equivalia a 73 faixas de percurso no total, enquanto -8° era 81 faixas. Mantendo a logística em mente, a equipe escolheu a opção +8° pois tinha menor tempo de conclusão e número de percursos.

Essa melhoria não apenas reduziu o risco de viagens excessivas nas linhas CTF, mas também criou ganhos de renda mensuráveis provenientes de menores perdas na colheita. O benefício duplo nesse caso é a melhoria da eficiência da colhedora e a palhada ancorada em "losango cruzado" sobre o verão e o período de alto risco erosional do outono seguinte.

O Launch Pad permitiu à equipe não apenas identificar e comparar essas diferentes cabeceiras, mas também os resultados obtidos em diferentes tipos e larguras de maquinário nos planos de percurso sazonais. Isso permitiu coletar métricas sobre requisitos de tempo, bem como valores de sobreposição. A equipe dos Matthews descobriu que pequenos ajustes no Launch Pad, como uma mudança de grau, podiam economizar até oito hectares de sobreposição total em alguns talhões.

Alterando Topografia e Velocidade

O Launch Pad pode integrar camadas de elevação (topografia) e de campo, permitindo que os parâmetros de máquina e percurso, incluindo velocidades alvo, sejam definidos. O Launch Pad usa essas entradas para gerar planos de percurso contextuais que minimizam a ineficiência decorrente de declives, efeitos de dunas e geometria irregular de talhões.

Os Matthews integraram suas camadas de topografia e tipo de solo, gerando rotas de máquina contextuais e padronizando planos de operação para reduzir o tempo de planejamento e o erro do operador. Isso foi principalmente para abordar as formas de relevo de dunas e vales em sua fazenda. Os Matthews haviam identificado que as cristas das dunas, areia leve e não molhante, exigiam velocidades de maquinário mais lentas para prevenir a erosão. Os fundos dos vales tinham tipos de solo mais pesados que suportavam velocidades maiores, enquanto as encostas intermediárias foram identificadas como adequadas a uma velocidade entre as duas. O Launch Pad foi usado para comparar e medir diferentes velocidades de semeadura para deslocamento e manobras (velocidade de semeadura = velocidade de crescimento) em tipos de solo e maquinário.

Próximos Passos

Olhando para o futuro, a equipe espera zoner os solos para diferentes operações e manejo, refinar as velocidades de semeadura adequadas à configuração da semeadora e ao tipo de solo, criar padrões de fratura de sulcos e ajustar a profundidade de intervenção (incluindo a pressão da roda compactadora) e o posicionamento das sementes em tipos de cultura específicos. Os Matthews planejam aplicar as ferramentas do Launch Pad de forma mais direta a essas operações de manejo do solo.

Uma compreensão mais clara da dinâmica do solo também permitirá que operações como pulverização e subsolagem sejam otimizadas de acordo com variações na umidade do solo, granulometria e textura do solo, pH, repelência à água do solo e risco direcional sazonal de movimentação do solo.

Um próximo passo fundamental é completar o mapeamento de alta precisão de todas as linhas de cerca com resolução de dois centímetros. Embora grande parte desse trabalho já esteja concluída, alguns limites precisam ser verificados ou retificados onde os registros anteriores eram menos precisos. Esse nível de precisão será essencial não apenas para a precisão do Launch Pad, mas para integrar tecnologias emergentes como drones autônomos, robótica de campo como Flux ou SwarmFarm, e sistemas de pulverização aérea.

Com experiência em aviação na fazenda, há interesse particular em explorar plataformas aéreas maiores, como um drone pulverizador da classe Pelican, que também exigirá limites altamente precisos e verificados em campo. Uma vez que essas dinâmicas sejam completamente compreendidas, o sistema de semeadura e o gerenciamento do risco erosional podem ser otimizados ainda mais.

Com base nos resultados preliminares do Launch Pad em relação à seleção de cabeceiras AB, os Matthews estão agora considerando usar as mesmas linhas de 8 graus em talhões selecionados para semeadura, bem como para colheita. Alternando entre linhas de semeadura e colheita a cada ano, eles pretendem continuar estabelecendo seus padrões de tráfego em forma de losango que ajudam a interromper os caminhos do vento, reduzir a deriva e minimizar o movimento da areia em sistemas de dunas vulneráveis.

Interações com herbicidas, espaçamento entre fileiras, germinação, emergência e desempenho de vigor inicial também tendem a se beneficiar dessa abordagem mais precisa no início desta safra.

Conclusão

Apesar do progresso até agora, os Matthews acreditam que ainda estão aproveitando apenas uma fração do que a plataforma Launch Pad pode oferecer.

O que começou como uma ferramenta para planejamento de frota e logística de caixas de campo agora se expandiu para uma plataforma que suporta ganhos de eficiência em uma ampla gama de operações agrícolas. Junto com seu consultor de solos Michael Eyres, e trabalhando em estreita colaboração com seu agrônomo e ex-pesquisador da Minnipa, Leigh "Megsy" Davis, os Matthews veem um potencial ainda maior, não apenas para sua própria fazenda, mas para compartilhar insights com sua comunidade agrícola mais ampla.

Essa colaboração contínua já se estendeu ao manejo do solo, controle de erosão e uma compreensão mais profunda do sistema de dunas e vales. Aqui, o Launch Pad ajudou a pegar um sistema altamente complexo e torná-lo gerenciável, simplificando decisões complexas sem ignorar a variabilidade subjacente.