Processadas em softwares
livres, imagens realizadas a partir de veículo aéreo não tripulado permitem
avaliar parâmetros de estresse hídrico em experimentos de milho e ajudam a
selecionar cultivares mais adaptados à falta de água
Pesquisadora realiza voo de drone sobre plantação experimental
de milho em Campinas (SP): tecnologia pode facilitar seleção
de variedades tolerantes à seca
(foto: Paula Drummond de Castro/GCCRC)
Um método que usa softwares
livres e um drone com uma câmera de baixo custo permitiu selecionar
plantas de milho tolerantes à seca. A ferramenta contribui para a seleção de
plantas que suportem melhor o estresse hídrico, um dos impactos das mudanças
climáticas na agricultura.
Os resultados dos experimentos
foram publicados em um artigo na Plant Phenome Journal.
Os autores são vinculados
ao Centro de Pesquisa em Genômica Aplicada às Mudanças Climáticas (GCCRC), um Centro de Pesquisa em Engenharia (CPE) constituído com apoio da FAPESP e
pela Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (Embrapa) na Universidade
Estadual de Campinas (Unicamp).
“Os experimentos com plantas
geneticamente modificadas têm um alto custo. O método nos permitiu avaliar a
tolerância das plantas à seca em uma área relativamente pequena, além de usar
softwares gratuitos e uma câmera RGB, mais simples, que levantou parâmetros do
experimento de forma mais eficaz do que a câmera multiespectral, mais cara”,
conta Helcio Duarte Pereira,
pesquisador no GCCRC com bolsa da FAPESP e
primeiro autor do estudo.
O método permitiu uma coleta de
dados otimizada, mais rápida e mais barata. Os métodos convencionais exigem
medições manuais, por vezes com equipamentos caros e processos lentos. Além
disso, com eles algumas características só podem ser mensuradas no final do
ciclo de vida da planta. Com o drone, em poucas horas se faz o trabalho que
levaria dias, o que permite ainda avaliar as plantas em diferentes estágios de
crescimento.
A abordagem também possibilita
acompanhar o desenvolvimento das plantas ao longo de todo o ciclo de
crescimento. “A análise contínua, em diferentes fases do ciclo de vida da
planta, foi essencial para entender como elas respondem ao estresse hídrico,
além de permitir prever como elas se comportariam em outra áreas”, explica Juliana Yassitepe,
pesquisadora do GCCRC e da Embrapa Agricultura Digital, que coordenou o estudo.
Parâmetros
de estresse hídrico
Durante a estação seca de 2023,
entre abril e setembro, os pesquisadores realizaram uma série de voos em uma
área experimental em Campinas. No local, haviam sido plantadas 21 variedades de
milho, três convencionais e 18 modificadas geneticamente para superexpressar
genes potencialmente ligados à resistência ao estresse hídrico.
No experimento, a única
diferença de tratamento entre as plantas foi que metade recebeu irrigação
durante todo o ciclo de vida, enquanto a outra foi submetida à seca.
Cada voo durava 10 minutos e
capturava 290 imagens. Os pesquisadores selecionaram 13 voos feitos com a
câmera multiespectral, que captura espectros não visíveis, como infravermelho,
e 18 com a câmera RGB, significativamente mais barata e que captura três cores,
ou bandas: vermelho, verde e azul.
As imagens foram analisadas em
softwares livres e permitiram fazer o cruzamento das bandas obtidas nas
imagens. Para determinar o que as diferenças de cor nas imagens indicavam, os
pesquisadores realizaram uma série de medições convencionais das plantas em
solo. A partir daí, puderam definir os parâmetros de estresse hídrico e
calibrar os modelos de predição.
Os resultados apresentados a
partir das imagens da câmera mais barata se mostraram confiáveis e mais
precisos, o que torna a tecnologia acessível para programas de melhoramento
genético em larga escala.
Além de reduzir os custos
operacionais, o método permite a realização de estudos em áreas menores, o que
é especialmente útil em projetos com recursos limitados. “Nem sempre dispomos
de sementes em quantidade suficiente para plantar em áreas muito grandes, o que
é um gargalo nesse tipo de pesquisa”, diz Yassitepe.
Os pesquisadores lembram ainda
que os voos mais baixos do drone permitem obter imagens em alta resolução, o
que se justifica em áreas experimentais menores, contribuindo para obter dados
mais precisos.
Por fim, embora não seja o
objetivo principal do grupo, o avanço abre caminho para que outros grupos de
pesquisa ou startups criem aplicações voltadas diretamente para os produtores
ou empresas de melhoramento genético.
“Existem aplicações no mercado
que permitem avaliar, por exemplo, a clorofila na planta e, com isso, definir
os níveis de nitrogênio. Assim é possível ajustar a adubação de acordo com a
necessidade”, afirma Pereira.
Para Yassitepe, os índices
avaliados no estudo podem servir de base para o desenvolvimento de aplicações
que façam as medições de forma automatizada também para o estresse hídrico em
diferentes culturas agrícolas ou florestais.
O artigo Temporal field
phenomics of transgenic maize events subjected to drought stress:
Cross-validation scenarios and machine learning models pode ser lido
em: https://acsess.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ppj2.70015.
Agência FAPESP
https://agencia.fapesp.br/metodo-usa-drone-e-camera-de-baixo-custo-para-selecionar-plantas-tolerantes-a-seca/53667
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