DESENVOLVIMENTO DE SOFTWARE MOBILE PARA RECOMENDAÇÃO DE CALAGEM E ADUBAÇÃO DE CULTURAS AGRÍCOLAS

1. RESUMO

Na agricultura, existe uma grande quantidade de decisões que precisam ser feitas de forma rápida e precisa, para que sejam trabalhadas corretamente, sendo estas, muitas vezes, auxiliadas por software. A agricultura moderna está cada vez mais criteriosa com a utilização de insumos agrícolas, buscando atingir níveis econômicos e produtivos satisfatórios. O uso da tecnologia e do conhecimento técnico na hora da realização da calagem e adubação permite produções mais eficientes, mitigando os riscos e diminuindo os custos. As tecnologias móveis vem sendo destaque no setor rural, devido ao crescente aumento de usuários que utilizam smartphones. Neste sentido, o objetivo do trabalho foi desenvolver e disponibilizar um aplicativo móvel, denominado “Melhor Plantio”, sem a necessidade de internet para seu funcionamento, capaz de realizar cálculos de calagem e adubação de diversas culturas agrícolas. A pesquisa ocorreu no período de junho de 2020 a agosto de 2022, envolvendo quatro etapas: desenvolvimento matemático, criação do aplicativo, teste e validação. Os cálculos matemáticos foram baseados, principalmente, nos manuais de recomendação dos Estados de Pernambuco e Sergipe. A principal plataforma de desenvolvimento do software foi o Android Studio, junto com o Excel. Para o funcionamento do aplicativo, foi necessário que o usuário introduzisse informações de análises físico-químicas do solo e da cultura a ser plantada. Alunos do curso de Engenharia Agronômica e professores da área realizaram os primeiros testes com o aplicativo. Em seguida, foram feitos testes de forma aberta, incluindo um estudo de caso. Com os resultados obtidos, foi possível encontrar falhas e corrigi-las, melhorando a eficiência do programa. Ao final do processo, foi possível comparar os resultados obtidos nos testes e constatar a sua eficácia diante dos resultados calculados anteriormente. O aplicativo constitui uma importante ferramenta para cálculos de calagem e adubação no ambiente rural, facilitando a sua utilização por profissionais das Ciências Agrárias e produtores rurais.

Palavras-chave: Agricultura de precisão. Android. Android Studio. Dispositivos móveis.

2. ABSTRACT

In agriculture, there are a lot of decisions that need to be made quickly and accurately, so that they can work correctly, and these are often aided by software. Modern agriculture is increasingly careful with the amount use of agricultural inputs, seeking to reach satisfactory economic and productive levels. The use of technology and technical knowledge when liming and fertilizing allows for more efficient production, mitigating risks and reducing costs. Mobile technologies have been highlighted in rural sector, due to the increasing number of users using smartphones. In this sense, the objective of this work was to develop and make available to the public a mobile application called “Melhor Plantio”, capable of performing liming and fertilization calculations for various agricultural crops without need internet access to work. The research took place from June 2020 to August 2022, involving four stages: mathematical development, app creation, testing and validation. Mathematical calculations were based mainly on recommendation manuals from the states of Pernambuco and Sergipe. The main software development platform was Android Studio, along with Excel. For the app to work, it was necessary for the user to introduce information from physical-chemical analyzes of the soil and the crop that will be plant. Students of the Agronomic Engineering course and professors from the  subject area carried out the first tests with the app.Tehn,  they were made in an open way, including a case study. With the results obtained, it was possible to find faults and correct them, improving the efficiency of the program. At the end of the process, it was possible to compare the results obtained in tests and verify their effectiveness against previously calculated results. The app is an important tool for calculating liming and fertilization in rural environment, facilitating its use by professionals in Agricultural Sciences and rural producers.

Keywords: Precision agriculture. Android. Android Studio. Mobile devices.        

3. LISTA DE FIGURAS

Figura 1 - Curva de crescimento da planta de acordo com o teor de nutrientes disponíveis no solo: muito baixo (MB), baixo (B), médio (M), alto (A), muito alto (MA)

Figura 2 - Recomendação de calagem e adubação para a cultura da soja no Estado de Pernambuco 

Figura 3 - Diagrama de fluxo para gerar uma recomendação de calagem e adubação no aplicativo 

Figura 4 - Banco de dados para os cálculos do aplicativo seguindo a metodologia do manual de recomendação de calagem e adubação de Sergipe.

Figura 5 - Demonstração de páginas do aplicativo “Melhor Plantio” para inserir dados do solo do usuário: A – baseado no manual de recomendação de calagem e adubação de Pernambuco; B – baseado no manual de Sergipe 

Figura 6 - Resultados para as recomendações de calagem pelo aplicativo “Melhor Plantio”.

Figura 7 - Recomendações de adubação para a cultura do abacate presentes no manual de calagem e adubação de Pernambuco.

Figura 8 - Recomendações de adubação para a cultura da goiaba (irrigada) no manual de calagem e adubação de Sergipe.

Figura 9 - Ambiente de desenvolvimento integrado do aplicativo “Melhor Plantio”.

Figura 10 - Layout de funcionamento da primeira versão disponibilizada para teste com o aplicativo 

Figura 11 - Layout de funcionamento da segunda versão disponibilizada do aplicativo.

Figura 12 - Avaliação da usabilidade, aparência e facilidade do aplicativo de recomendação de calagem e adubação.

Figura 13 - Certificado de Registro de Programas de Computador obtido para a primeira versão do aplicativo 

Figura 14 - Página inicial do site do aplicativo “Melhor Plantio”, com informações sobre o software e a versão mais recente para baixar

Figura 15 - Adubação de fundação para a cultura do milho, realizada no dia 8 de abril de 2022, conforme recomendação do aplicativo “Melhor Plantio”.

4. LISTA DE TABELAS

Tabela 1- Categorias utilizadas do manual de recomendação de calagem e adubação de Pernambuco 

Tabela 2 - Categorias utilizadas do manual de recomendação de calagem e adubação de Sergipe 

Tabela 3 - Adubos disponíveis para seleção no aplicativo “Melhor Plantio”.

Tabela 4 - Valores usados dentro do método de cálculo do aplicativo para realizar a conversão de unidades 

Tabela 5 - Culturas presentes no aplicativo do manual de recomendação de calagem e adubação de Pernambuco 

Tabela 6 - Culturas presentes no aplicativo referentes ao manual de recomendação de calagem e adubação de Sergipe.

Tabela 7 - Análises química e física do solo da área do milho (profundidade de 0 a 0,20 m), em Canindé de São Francisco, Sergipe.

Tabela 8 – Resultados do aplicativo “Melhor Plantio” para a recomendação de calagem e de adubações de plantio e cobertura do estudo de caso com a cultura do milho.

5. INTRODUÇÃO

A agricultura digital está cada vez mais presente nas atividades do meio rural, ajudando vários agricultores de distintas classes sociais a produzirem de forma mais eficiente e sustentável. Este tipo de agricultura nem sempre precisa de equipamentos avançados ou específicos para suas atividades, podendo ser feitos com ferramentas que estão presentes no dia a dia das pessoas, como computadores e smartphones.

Os números de usuários de aparelhos móveis no meio rural vêm crescendo, junto com a disponibilização de serviços de telefonia móvel pelo Brasil. Em 2019, 59,3% da população brasileira que vive no meio rural já possuíam aparelhos telefônicos móveis próprios (IBGE, 2021). Estes aparelhos podem ser utilizados como ferramentas auxiliares em diversas atividades, utilizando software disponibilizado nas plataformas de distribuição do sistema operacional do aparelho, podendo desempenhar diversas funções.

Já existem aplicativos relacionados às atividades agronômicas, que estão sendo utilizados para ações como monitoramento, recomendações de adubação, análise de dados, manejo de culturas, entre outras atividades (APPRUMO, 2017; CÓDIGO AGRO; SANTOS; TANAKA et al., 2020; EMBRAPA, 2018; TANAKA; OLIAS et al., 2021; TM SOLUÇÕES DIGITAIS, 2019).

A calagem e adubação são algumas das atividades agronômicas mais importantes de serem realizadas quando se busca uma produção de qualidade e quantidade satisfatórias para o produtor. Neste sentido, estas atividades devem ser feitas de forma correta, caso contrário, podem causar diversos problemas, até se tornarem um risco ao ambiente.

Existem várias metodologias para estimar a quantidade de insumos a serem utilizados nas atividades de calagem e adubação, dependendo do solo, da região, do clima, entre outras variáveis. Além disso, alguns estados possuem maneiras diferentes de calcular uma recomendação de calagem e adubação (BORGES et al., 2020; CAVALCANTI et al., 2008b; LOPES, 1999).

Portanto, o objetivo deste trabalho é desenvolver um aplicativo de recomendação de calagem e adubação, com a finalidade de ajudar profissionais, técnicos e agricultores, na realização de atividades relacionadas à calagem e adubação, de forma mais eficiente, precisa e com menor risco ambiental.

6. REVISÃO DE LITERATURA

6.1. AGRONOMIA E TECNOLOGIA

A quarta revolução industrial está mudando muito as atividades que são realizadas, principalmente formas de comunicação, obtenção de bens e serviços, criando jeitos de conectar negócios e capacitar tarefas ou capitalizar produtos, através de equipamentos como sensores e smartphones conectados a um sistema global de redes de computadores interligadas. Porém, uma das dificuldades de se implementar a quarta revolução industrial consiste no fato que nem todos os envolvidos têm interesses ou oportunidades em participar desse sistema de conexão global, devido a vários fatores como: pouco investimento do país para disponibilização desta rede ou a insegurança no que se refere à invasão de dados confidenciais. A agricultura tem menor participação na quarta revolução industrial por necessitar menos destas tecnologias, mas se investido de forma correta, o controle e a produção podem aumentar (SORIANO, 2020).

Termos como agricultura digital (ou Agro 4.0), a Internet das Coisas [em inglês, Internet of Things (IoT)] e as tecnologias da informação e da comunicação (TIC) estão presentes em trabalhos que estudam estas tecnologias ligadas ao meio rural. A agricultura digital pode ser entendida como comunicação e transmissão de dados em tempo real entre tecnologias digitais (como exemplo: redes, sensores, máquinas, computadores de processamento, entre outros) e a atividade rural. A integração desta tecnologia pode melhorar diversas áreas da cadeia produtiva rural, desde otimizar o desempenho dos maquinários, aplicação de insumos e até melhorar as atividades de transporte e logística (MASSRUHÁ; LEITE, 2017).

A inovação e o desenvolvimento de novas tecnologias são algumas das formas mais utilizadas para gerar novos jeitos de se aumentar a produtividade, ganhos significativos e gerar um desenvolvimento sustentável, principalmente no setor agropecuário, que busca extrair o máximo de retorno econômico de suas produções e reduzir impactos ambientais. No Brasil, já é evidente o uso de tecnologias digitais e de automatização nos setores rurais (BASSOI et. al., 2019).

A agricultura digital tem auxiliado o Brasil a manter a sua posição como um dos países mais fortes no agronegócio, produzindo e exportando muitos alimentos. Uma das atividades da agricultura que já possuem participação de ferramentas digitais (como redes sociais, aplicativos móveis, plataformas digitais de comunicação e entre outros) é a pecuária, visto que em 2021, 64% dos produtores desta área afirmaram que usam algum aplicativo para smarthphones para auxiliar nas atividades. Ademais, 45% informaram que usam ferramentas de gestão de propriedades rurais e 34% usam sensores remotos através de satélites ou drones. Estas tecnologias foram principalmente usadas para atividades de compra e venda de insumos ou produtos, auxílio no bem-estar animal, monitoramento e previsão climática, gestão da propriedade, estimativas de produção e mercado, rastreios, programas de sensores e planejamento da área (BOLFE et al., 2021).

A região de São Paulo é um destaque no Brasil na questão de uso de tecnologias e sua complexidade, onde áreas que são produzidas com cana-de-açúcar, no Estado, está presente o uso de tecnologias como imagens de satélites e maquinários auto pilotáveis em boa parte dos agricultores entrevistados (76% usam imagens de satélites e 39% usam maquinários auto pilotáveis), sendo que muito agricultores tem interesses em usar está tecnologias para auxiliar em diversas atividades (BOLFE et al., 2020a).

Empresas de pesquisas relacionadas à agricultura e ao agronegócio vêm utilizando tecnologias digitais como forma de armazenar e disponibilizar seus documentos. Por exemplo, a Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (EMBRAPA) prioriza formas de se transferir tecnologias ao agronegócio brasileiro, disponibilizando materiais, softwares e outros conteúdos em versão web (MASSRUHÁ; LEITE, 2017). A implementação destas tecnologias no meio rural tem sido uma das melhores formas de trazer e otimizar diversos benefícios dos agricultores familiares, já que estes podem receber parte de sua assistência de forma online com maior facilidade e rapidez. Ajudando a reduzir o êxodo rural (CÂNDIDO et al., 2021).

Sobre a agricultura de precisão, esta é exigente em questões de dados, buscando realizar uma tomada de decisão mais ideal e precisa, considerando variáveis de espaço e tempo, buscando maximizar retorno econômico e reduzir riscos ambientais. A agricultura de precisão e a agricultura digital trabalham bem juntas, sendo unidas com o objetivo de conseguir uma tomada de decisão precisa e ideal para diversas situações (BASSOI et. al., 2019). A agricultura digital já vem carregada com os equipamentos da agricultura de precisão, os quais estão sendo aprimorados para que possam se comunicar, transmitindo dados, informações e resultados. Com a maior conectividade e melhor processamento de dados, espera-se que os trabalhos sejam feitos de forma mais eficiente, com menos impacto ao ambiente e retorno mais lucrativo (BOLFE et al., 2020a).

Para a aplicação do ciclo da agricultura de precisão é importante que sejam identificadas as variáveis espaciais do solo e cultura, a quantia de variáveis que serão analisadas/acompanhadas (dependente também do interesse do usuário), buscando dados mais relevantes para o manejo de sua cultura (GREGO et al., 2020). 

As atividades de obtenção de dados da cultura são: mapeamento da produtividade, utilizando sensores em massa, controle de colheita e registros de dados; sensoriamento proximal, atividade muito ampla, possuindo vários tipos de sensores, os quais são usados para o monitoramento das plantas e do solo, gerando dados confiáveis de estimativas de produção); e sensoriamento por satélites ou remoto, utilizando imagens disponibilizadas na internet e equipamentos multiespectrais para analisar e  acompanhar o desenvolvimento de plantas, sendo bastante usado espectro infravermelho para avaliar o nível de certos nutrientes na planta (GREGO et al., 2020).

A vasta quantidade de informações é uma das partes mais importantes a serem analisadas na agricultura de precisão, uma vez que, as mesmas fazem parte da tomada de decisão e necessitam de um processamento organizado. Para isso, faz-se necessário o uso de equipamento com bom desempenho e software com a capacidade de interpretação de dados, gerando resultados confiáveis (BASSOI et. al., 2019).

Os softwares, para se tornarem melhores, demandam avaliações para que possam ser adaptados de acordo com as demandas dos usuários, ficando mais compatíveis a avaliações positivas, ajudando a identificar quais recursos precisam ser aprimorados, consertados e/ou atualizados. Ainda não existe uma metodologia ideal para avaliar os impactos que estes softwares causam na Agronomia, pois são poucas metodologias que buscam estudar esses impactos. Então, quando se avalia essas tecnologias, são usados critérios específicos (MACIEL PINTO et al., 2020).

Para os agricultores, quando buscam novas tecnologias, estão interessados em aumentar a venda dos produtos, aprimorar a forma de planejar as atividades e aprimorar produções. Existem diferentes níveis de aplicação da tecnologia na agricultura de precisão ou digital com diferentes equipamentos e manuseios, podendo ser classificados, em termo de complexidade da tecnologia, como: baixo (internet comum, programas de computador ou celular, Global Position System (em português, Sistema de Posição global), mapas digitais, programas online entre outros), médio (sensores (de longa e curta distância), eletrônicos e automação) e alto (Inteligência artificial, Internet das Coisas), criptografias e entre outros) (BOLFE et al., 2020a).

A maior parte dos agricultores brasileiros, que usam tecnologias de agricultura de precisão ou digital, tem a classificação da complexidade da tecnologia como baixo, sendo que a tecnologia mais presente nas atividades rurais (entre os agricultores entrevistados) foi a internet, seguido de aplicativos para aparelhos móveis usados para obter informações (BOLFE et al., 2020a).

Algumas das atividades mais realizadas para obtenção de dados do solo na agricultura de precisão são: amostragem de solo (atividade usada principalmente para verificar a fertilidade do solo, também utilizada para verificar compactação, níveis de nematoides, umidade do solo e outros fatores, usando equipamentos e sensores com a capacidade para as situações) e condutividade elétrica do solo (técnica utilizada para verificar capacidade do solo de conduzir uma corrente elétrica, relacionando com outras variáveis e o rendimento da cultura) (GREGO et al., 2020).

Segundo Massruhá e Leite (2017), estima-se que, para os próximos anos, a população mundial chegue a nove bilhões de habitantes e a demanda da produção de alimentos deverá ficar maior, exigindo otimização do uso de recursos naturais e insumos. Isso abrirá novas oportunidades para a utilização da tecnologia de comunicação com o setor agropecuário, visto que, maior controle, monitoramento e precisão exigem sensores, comunicação de dados entre os equipamentos, gerenciamento de algoritmos e técnicas de inteligência computacional.

Segundo Bolfe et al. (2020b), as dificuldades da agricultura digital e sua implementação podem ser classificadas como: científica, tecnológica, social e econômica. As dificuldades da parte científica e tecnológica envolvem questões de processamento de dados, limitações da ferramenta, qualidade dos resultados e segurança dos dados. Para a parte social e econômica, envolve a disponibilização de internet nas regiões rurais, o custo/viabilidade de implementação de tecnologias da agricultura digital (sendo o principal motivo pela dificuldade da implementação destas tecnologias em propriedades rurais), processo de sucessão familiar e as dificuldades de fazer a agricultura sustentável, a qual não é apenas da agricultura digital, mas da agricultura mundial em geral, sendo que as tecnologias podem ser de grande ajuda para alcançar este objetivo.

Neste sentido, a participação da tecnologia digital na agricultura torna-se cada vez mais importante, permitindo que se desenvolvam soluções para diversos desafios. As tecnologias que envolvem equipamentos como telefones móveis do tipo smartphones são destaques da participação da integração do produtor rural com as tecnologias.

6.2. SOFTWARES PARA APARELHOS TELEFÔNICOS MÓVEIS NA AGRONOMIA

O uso da tecnologia para disseminar informações vem crescendo de forma rápida, estimando-se que em 2025 existam 35 bilhões de dispositivos conectados em sistemas de compartilhar, processar, armazenar e analisar dados entre si (MASSRUHÁ; LEITE, 2017).

Em 2019, segundo o Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE), 81% dos brasileiros acima de 10 anos (148,4 milhões de pessoas) possuíam aparelhos telefônicos móveis (celulares) para uso pessoal, sendo também o aparelho mais usado para o acesso à internet (98,6% dos brasileiros que acessam a internet fazem através de um aparelho móvel telefônico) (IBGE, 2021).

Os smartphones permitiram que um maior número de brasileiros tivesse acesso à internet de forma mais fácil e barata, sendo que muitos brasileiros tiveram seu primeiro acesso à internet através de aparelhos smartphones. Parte destes usuários acreditam que estes aparelhos estejam trazendo impactos positivos em suas vidas pessoais (MOURA; CAMARGO, 2020b).

O número de brasileiros que usam aparelhos telefônicos móveis é bem maior nas regiões urbanas (84,4% possuem aparelho celular pessoal) que nas regiões rurais (59,3%, possuem aparelho celular pessoal), porém, em 2019, apenas 68,2 % dos domicílios do Brasil nas zonas rurais tinham acesso a serviços de telefonia móvel, enquanto que em zonas urbanas este número era de 93,2%, mostrando que pode haver uma relação entre o menor número de usuários de aparelhos celulares pessoais nas zonas rurais e a disponibilidade de serviços de telefonias móveis nestas regiões (IBGE, 2021).

O “difícil acesso” da internet em regiões rurais já está sendo superado pelos avanços das tecnologias de disseminação de informação por meios eletrônicos, visto que, em 2015, nas zonas rurais, 85% dos brasileiros já tinham acessaram a internet de alguma maneira em algum momento da vida (MASSRUHÁ; LEITE, 2017).

Como várias tecnologias ainda estão surgindo, é esperado que ocorram grandes mudanças que vão ter impactos em diversas áreas da Agronomia, abrindo várias possibilidades. O Brasil já possui avanços na integração da computação na agricultura, tanto que já é possível encontrar agricultores brasileiros usando aplicativos ou softwares de aparelhos móveis para auxiliar em atividades agrícolas. Estes softwares também podem afetar a agricultura indiretamente, já que podem ser usados para outras atividades que afetam a comercialização dos produtos como, por exemplo: conectar a agricultora ao varejista e seu sistema de logística, ajudando a identificar quais produtos tiveram maior demanda e que precisam de reposição (BOLFE et al., 2020b).

Já existem vários softwares relacionados à atividade da agricultura digital e de precisão (BOLFE et al., 2021). Estes podem fazer monitoramento, recomendações de adubação, análise de dados, manejo de culturas e entre outras atividades realizadas através de um aparelho móvel (APPRUMO, 2017; CÓDIGO AGRO; SANTOS; TANAKA et al., 2020; EMBRAPA, 2018; OLIAS et al., 2021; TANAKA; TM SOLUÇÕES DIGITAIS, 2019).

O software para aparelhos móveis Doutor Milho, desenvolvido pela Embrapa Milho e Sorgo, destina-se para pessoas que trabalham ou estudam a cultura do milho, os quais podem obter informações de forma prática, intuitiva e off-line, ajudando os usuários a escolherem as cultivares mais indicadas para ser trabalhando em suas áreas (OLIAS et al., 2021).

Já o Ferti-up, outro software para aparelhos móveis, foi desenvolvido com o sistema operacional Android para recomendação de calagem e adubação de plantas medicinais, realizando cálculos a partir de informações químicas do solo e espaçamentos de plantio (TANAKA et al., 2020). Os autores/desenvolvedores do projeto conseguiram colocar 40 espécies de plantas medicinais no aplicativo, junto com algumas opções de adubos orgânicos e minerais diferentes.

O aplicativo Empreenda Agro Sustentável foi desenvolvido na plataforma Android Studio (GOOGLE, 2020) na linguagem de programação Kotlin para aparelhos que trabalham com o sistema operacional Android (a escolha do sistema operacional foi devido ser o mais comum de ser utilizado, tendo mais de 80% dos aparelhos com o sistema).  O objetivo da ferramenta é auxiliar nos estudos de empreendedorismo rural, e chegou a ser disponibilizada ao público através da plataforma Google Play Store (GOOGLE PLAY, 2022). No desenvolvimento do software, foram feitos estudos das literaturas sobre o assunto de empreendedorismo rural, depois classificados para melhor entendimento, também houve eventos em que era trabalhado o desenvolvimento do material que seria disponibilizado no aplicativo (SANTOS et al., 2020).

O software móvel utilizado no projeto: “Aceitabilidade no uso de aplicativo móvel para determinação de calagem e adubação de plantas e fruteiras” teve 100% de aceitabilidade pelos usuários que experimentaram, mesmo que também 100% dos produtores que experimentaram declararam que nunca tinham usado um software móvel de recomendação de calagem e adubação, ainda sim o recomendariam e fariam uso. A aceitabilidade do aplicativo foi excelente e os usuários em sua maioria acharam o aplicativo fácil de usar (TANAKA, 2019).

6.2.1. Preferências dos desenvolvedores pelo sistema operacional Android

O sistema operacional Android é gratuito, ou seja, qualquer empresa pode implementá-lo em seus aparelhos (desde que o aparelho tenha capacidade),  gerando um grande mercado para empresas que busquem desenvolver smartphones e precisem de um sistema operacional para implementar em seus aparelhos, outra característica interessante do sistema operacional Android é que funciona como um sistema operacional aberto, ou seja, permite que desenvolvedores criem aplicativos e outros software para disponibilizá-los, essa atividade pode até ser considerado uma forma de trabalho (MOURA; CAMARGO, 2020a).

Em 2021, em média, 84% dos sistemas operacionais de aparelhos móveis (smartphones) no Brasil eram Android, seguido de 14,2% usando o sistema operacional IOS. Não há muita variação no número de usuários entre os sistemas operacionais durante o ano (STATCOUNTER, 2022). Segundo Moura e Camargo (2020b), o sistema operacional IOS, para os desenvolvedores, é preferencial quando o objetivo do software desenvolvido é retorno financeiros e segurança na distribuição/disponibilização deste, já o sistema operacional Android é preferencial para os desenvolvedores que estão buscando ter uma ferramenta de apoio durante o desenvolvimento do software.

Características como disponibilização de conteúdo de programação aberta (códigos licenciados com patentes abertas ao público), permite disponibilizar o software para experimentação pública, baixo custo/investimento e bastante disponibilidade de recursos para implementos/desenvolvimento, favorecendo o sistema operacional para a escolha dos desenvolvedores, sendo que muitos destes, cerca de 78%, iniciaram sua carreira com Android e 80% trabalham com este sistema operacional (CAMARGO; MOURA, 2020b).

6.3. RECOMENDAÇÃO DE CALAGEM E ADUBAÇÃO POR APLICATIVOS

As plantas são compostas principalmente por carbono, hidrogênio e oxigênios (representam cerca de 96% da planta), mas em sua composição também estão presentes os macros (nitrogênio, fósforo, potássio, cálcio, magnésio, enxofre) e micronutrientes (boro, cloro, cobre, ferro, manganês, molibdênio, níquel e zinco) (4% da planta). A maioria das plantas que são trabalhos na agronomia estão no solo, então, é importante que o solo tenha uma composição ideal para o desenvolvimento destas (BATISTA et al., 2018).

As atividades de adubação, calagem e gessagem são algumas das realizadas para alterar características químicas do solo, com o objetivo de disponibilizar nutrientes para a planta de forma equilibrada, condicionando um aumento da potência de produção.  Para se realizar estas atividades é importante que se saiba das condições do solo e se estão favoráveis a realização destas atividades, sendo feito uma análise de solo e estudos das características da cultura selecionada. Caso a atividade seja realizada sem precauções e estudos pode ser que o ocasione malefícios ao solo (BATISTA et al., 2018). Se for seguido as recomendações, realizando aplicação de calcário e adubação ao solo em níveis corretos, espera-se que cause resultados positivos no desempenho da cultura, devido à maior disponibilidade de nutrientes (SCHEER et al., 2017).

Nas plataformas de disponibilização de software para smartphones, como exemplo a Google Play Store, são poucos softwares disponíveis para realizar a recomendação de calagem e adubação, principalmente os disponibilizados de forma gratuita (GOOGLE PLAY, 2022). Boa parte destes softwares trabalham com situações, método e variáveis específicas para as regiões, culturas, produtos, manejos de irrigação, materiais e entre outros que influenciam no método de cálculo, fazendo com que o agricultor tenha que escolher a opção mais próxima de sua situação para obter recomendação mais ideal a sua área (APPRUMO, 2017; CÓDIGO AGRO, 2020; EMBRAPA, 2018; TM SOLUÇÕES DIGITAIS, 2019).

As recomendações de calagem e adubação costumam variar, principalmente de acordo com o tipo de solo e clima da região, fazendo com que se tenham diferentes informações na literatura, variando entre estados e/ou regiões do Brasil (BORGES et al., 2020; CAVALCANTI et al, 2008; LOPES, 1999). Sendo assim, o desenvolvimento de diferentes softwares para aparelhos telefônicos móveis, relacionados às recomendações de calagem e adubação com diferentes metodologias para a realização dos cálculos, permite gerar resultados mais próximos aos ideais para diferentes usuários, de acordo com as variáveis de sua área.

6.3.1. Importância da calagem

A calagem costuma ser uma das primeiras atividades realizadas na preparação do solo para o plantio. Normalmente, se realiza esta atividade por/para: baixos teores de cálcio e/ou magnésio no solo (Equação 1), aumentar/regular níveis de saturação por base no solo (Equação 2), equilibrar relações de nutriente no solo, reduzir efeitos prejudiciais de elementos como alumínio no solo (Equação 3), aumentar a disponibilização de nutriente para a planta e melhorar as atividades microbianas no solo (ALVAREZ VENEGAS; RIBEIRO, 1999; BORGES et al., 2020).

Cd = [X - (Ca²⁺ + Mg²⁺)]                 (1)

Cd = Correção de falta cálcio (Ca) e magnésio (Mg) no solo, em t ha^-1;

X = Necessidade de Ca e Mg das culturas, variável que depende da cultura.

Nc = ((V₂-V₁)/PRNT) × CTC      (2)

Nc  = Necessidade de calagem, em t ha^-1;

V₂ = Saturação por base que deseja se alcançar, em %;

V₁ = Saturação por base atual do solo, em %;

PRNT  = Poder relativo de neutralização total do corretivo, em %;

CTC  = Capacidade de troca catiônica, em cmol_c dm^-3.

Ca = Y x [(Al³⁺- (m_t × (t/100)))]          (3)

Ca = Correção de acidez até certo valor determinado pela variável mt, em t ha^-1;

Y = Capacidade tampão da acidez do solo, fator que varia dependo do solo;

t = Capacidade de troca catiônica efetiva, em cmol_c dm^-3;

mt = Capacidade máxima de saturação por alumínio no solo suportada pela cultura, em %.

As variáveis presentes nas fórmulas podem ser alteradas devido ao tipo de solo e cultura. É importante também avaliar o material (calcário) a ser utilizado na atividade. Normalmente, os calcários para atividades agrícolas são divididos em: teores de magnésio  (calcíticos, que possuem menos de 5 % de MgO por quilograma de calcário; magnesianos que estão  entre 5% a 12% de MgO por quilograma; e dolomíticos que tem 12% de MgO ou mais por quilograma) e poder relativo de neutralização total (PRNT) (indica quanto o calcário vai reagir com o solo nos próximos três anos). Geralmente, a atividade de calagem é realizada de dois a três meses antes do plantio, tentando buscar uma relação de 3:1 ou 4:1 de cálcio por magnésio no solo. Também deve-se realizar os cálculos estimando a quantidade de calcário a ser aplicado (Equação 4) (ALVAREZ VENEGAS; RIBEIRO, 1999).

Qc = (SC/100) × Nc × (PF/20)               (4)

Qc = Quantidade de calcário, em t ha^-1;

SC = Superfície do solo a ser coberta, em %;

PF = Profundidade a ser incorporada, em cm.

A calagem pode ser utilizada como uma prática para corrigir níveis de acidez do solo (preferencialmente de acordo com a demanda da cultura), colocando estes em níveis adequados, deixando o pH do solo (potencial hidrogeniônico; normalmente, utilizado para indicar os níveis de acidez do solo) propenso a maior disponibilização de nutrientes. Caso o nível de pH já esteja satisfatório para a cultura, então pode se realizar a gessagem para aumentar a disponibilidade de nutriente (como magnésio e cálcio) no solo, dado que essa técnica interfere menos nos níveis de acidez do solo (ANDRADE et al., 2021; CARNEIRO et al., 2018).

6.3.2. Importância da adubação

A disponibilização de nutriente de forma equilibrada proporciona melhor condição nutricional e potencialidade de produção. A adubação é um dos manejos que altera as características químicas do solo e para sua realização deve se prestar atenção na fertilidade do solo, cultura trabalhada e as condições do solo (se estão favoráveis a realização da atividade), sendo importante a realização da análise de solo e os conhecimentos técnicos desta atividade (BATISTA et al., 2018).

Com uma análise de solo, podem ser determinadas as doses de nitrogênio (N), fósforo (P₂O₅) e potássio (K₂O) (conjunto conhecido como N:P:K), a serem utilizadas na adubação. Existem duas fórmulas que normalmente são utilizadas para a realizar os cálculos de quantidade de NPK a serem utilizadas, a primeira e mais simples utiliza produtos comerciais formulados que tenham a mesma relação ou próximas dos nutriente exigidos para a atividade; a segunda fórmula já utiliza de adubos comerciais e suas porcentagens dos nutrientes, sendo feita uma conversão dos valores através da regra de convenção de grandezas proporcionais (conhecida como “regra de três”) (Equação 5) para calcular a quantidade de adubo a ser utilizado (LOPES, 1999).

45 kg de N →100 kg de ureia

30 kg de N →Y kg de ureia                           (5)

Y kg de ureia=(30 kg de N × 100 kg de ureia)/45 kg de N

Y  = o valor que deseja se obter da conversão, no caso em kg de ureia por hectare;

Diferentes quantidades de nutrientes disponíveis às plantas podem ocasionar diferentes resultados, como mostrado a Figura 1, em que teores de nutrientes em níveis altos e baixos podem funcionar como limitadores para seu desempenho, porém, em níveis altos, requer manejos de manutenção e evitar a aplicação deste nutriente, enquanto em níveis baixos podem ser realizados aplicações destes nutrientes até que atinjam um nível satisfatório (BATISTA et al., 2018).

Figura 1 - Curva de crescimento da planta de acordo com o teor de nutrientes disponíveis no solo: muito baixo (MB), baixo (B), médio (M), alto (A), muito alto (MA)    

Fonte: Batista et al., 2018.

As fórmulas e metodologias para se calcular a quantidade de adubo a ser aplicado podem mudar dependendo da finalidade da atividade, metodologia utilizada e/ou literatura específica. As recomendações podem ser encontradas facilmente com vários valores fixados que são escolhidos de acordo com a composição química do solo, espaçamento da cultura e produtividades estimadas, também contendo algumas informações e características da cultura (Figura 2) (CAVALCANTI et al, 2008a). Além destas, também existem metodologias e equações que são desenvolvidas para situações específicas, como exemplo, as equações que foram desenvolvidas para funcionar no aplicativo Ferti-up (TANAKA et al., 2020). Neste exemplo, foi desenvolvida uma equação para estimar a quantidade necessária de insumo orgânico para a adubação como principal fonte de nutrientes (Equação 6) e uma adubação mineral como complementar (Equação 7).

Figura 2 - Recomendação de calagem e adubação para a cultura da soja no Estado de Pernambuco

Fonte: Cavalcanti et al., 2008b.

\(Q_o = \left[ Q_n \left( \frac{M_{sf}}{100} \times \frac{M_{sn}}{100} \times \frac{C}{100} \right) \right] \times 2 \quad (6) \)

Qo = Quantidade de adubo orgânico para aplicar, em quilos por hectare;

Qn = Quantidade de nutrientes exigida pela cultura, em quilos por hectare;

Msf = Porcentagem de matéria seca no fertilizante, em %;

Msn = Porcentagem de nutriente na matéria seca, em %;

C = Conversor para as porcentagens de nutrientes, em %.

\(Q_a = \frac{(Q_n - Q_o) \times F}{100} \quad (7) \)

Qa = Quantidade de adubo minerais para aplicar, em quilos por hectare;

F = Conversos de valor de nutrientes do adubo minerais, em %;

7. MATERIAL E MÉTODOS

Entre junho de 2020 a agosto de 2022, no Laboratório de Informática do Instituto Federal de Alagoas (IFAL), Campus Piranhas, foi realizado o desenvolvimento do software para recomendação de calagem e adubação de culturas agrícolas. A pesquisa foi realizada em quatro etapas: a primeira consistiu no desenvolvimento de fórmulas automatizadas que pudessem funcionar no software junto com um banco de dados no formato “csv” (valores separados por vírgula); a segunda etapa foi criar o software a partir das informações a serem inseridas pelos usuários sobre solo e cultura, proceder os cálculos e disponibilizar os resultados; a terceira etapa envolveu testes e revisões de erros e/ou falhas pelos desenvolvedores e colaboradores; por fim, a quarta etapa ocorreu com  a validação da versão mais estável do aplicativo e a realização de um estudo de caso em campo.

Na primeira etapa, trabalhou-se com o desenvolvimento do banco de dados e fórmulas automatizáveis, utilizando o software Microsoft Office Excel 2016 (MICROSOFT, 2016), no qual foi estruturado o banco de dados. Para obtenção das variáveis e fórmulas, foram utilizadas as informações dos manuais de recomendação de calagem e adubação de três estados brasileiros: Pernambuco (CAVALCANTI et al., 2008b), Sergipe (SOBRAL et al., 2007) e Minas Gerais (RIBEIRO et al., 1999). O Manual de Minas Gerais foi usado apenas para aprimoramento das fórmulas de calagem. O banco de dados foi formatado em “csv” para que o armazenamento das variáveis fosse dentro do aplicativo, permitindo seu funcionamento sem conexão à internet. Em seguida, foi desenvolvida uma tabela automatizada no Excel de modo a executar cálculos similares aos do futuro aplicativo. 

A segunda etapa envolveu o planejamento da ordem de execução das atividades do aplicativo (Figura 3) e o desenvolvimento do seu layout no software Android Studio (GOOGLE, 2020), utilizando programação em linguagem Java.

Figura 3 - Diagrama de fluxo para gerar uma recomendação de calagem e adubação no aplicativo

Fonte: Quaresma, 2022.

Na terceira etapa, testes internos com o aplicativo foram realizados pelos próprios desenvolvedores do software, verificando se as funcionalidades estavam de acordo com o esperado, principalmente no tocante às características como usabilidade, performance e aparência do aplicativo, e se o comportamento do aplicativo estava compatível com diferentes dispositivos Android.

Além disso, foram realizados dois testes de aceitação com a comunidade acadêmica do IFAL, Campus Piranhas. O primeiro teste foi feito de abril a julho de 2021, de forma controlada em um ambiente de sala de aula, com orientações específicas de qual cultura e dados do solo deveriam ser trabalhados, envolvendo alunos e professores. Ademais, foi disponibilizado aos participantes um vídeo tutorial do youtube (QUARESMA, 2022) de como usar o aplicativo, uma lista de exercícios de validação e um formulário de avaliação com espaço para sugestões.

As perguntas do formulário de avaliação foram: “Qual a sua opinião sobre a aparência do aplicativo?” (deve ser respondido com um valor em uma escala linear de 1 a 5, sendo 1 “Muito ruim” e 5 “Muito bom”); “Em relação à usabilidade, quais as suas impressões sobre o uso do aparelho (facilidade de entendimento, informações técnicas e velocidade na execução das funcionalidades)?” (deve ser respondido com um valor em uma escala linear de 1 a 5, sendo 1 “Muito ruim” e 5 “Muito bom”); “Sobre a instalação: achou fácil a instalação ou teve dificuldades?” (deve ser respondido com um valor em uma escala linear de 1 a 5, sendo 1 “Muito difícil” e 5 “Muito fácil”); “De forma avaliativa geral, você recomendaria o aplicativo para alguém da área técnica ou um agricultor que precise realizar esses tipos de cálculos?” (deve ser respondido com um texto sem limite de linhas ou parágrafos); “Alguma sugestão de melhoria para o aplicativo?” (para ser respondido com um texto curto); “Encontrou algum erro inesperado? Poderia descrever esse(s) erro(s)?” (para ser respondido com um texto curto) (Apêndice A - Formulário submetido para avaliação do aplicativo).

O segundo teste de aceitação ocorreu de maio a agosto de 2022, disponibilizando o aplicativo através de um site desenvolvido pelos próprios desenvolvedores, usando a linguagem de programação PHP (PHP DEVELOPMENT TEAM, 2022) e hospedando na LocaWeb. O site oferece ao usuário a última versão estável para download, informações sobre o aplicativo, tutorial de uso, participantes/parceiros do projeto e uma página para submeter sugestão/erros encontrados.

Na quarta etapa, foram realizados os ajustes propostos nos testes e procedida a avaliação final do aplicativo, gerando uma nova versão. Por fim, um estudo de caso foi implantado para confirmar suas funcionalidades. Para tanto, um lote irrigado foi selecionado no Perímetro Califórnia, em Canindé de São Francisco-SE, para coleta e análise de solo, de modo a subsidiar a recomendação de calagem e adubação do aplicativo para cultura do milho.

8. RESULTADOS E DISCUSSÃO

8.1. PRIMEIRA ETAPA - DESENVOLVIMENTO MATEMÁTICO

Antes de iniciar o processo de desenvolvimento do aplicativo, teve que ser testado o banco de dados (Figura 4) para verificar se a metodologia desenvolvida poderia funcionar de forma automatizada. Então, foi desenvolvida uma tabela que executasse cálculos similares aos de um futuro aplicativo. Neste processo, percebeu-se que algumas culturas não tinham compatibilidade com os cálculos escolhidos e, por este motivo, não foram escolhidas para fazerem parte do banco de dados.

Figura 4 - Banco de dados para os cálculos do aplicativo seguindo a metodologia do manual de recomendação de calagem e adubação de Sergipe

Fonte: Quaresma, 2022.

As informações obtidas nos manuais foram adaptadas e usadas para o desenvolvimento de um banco de dados integrado ao aplicativo. No total, foram registrados 41 parâmetros do Manual de Pernambuco e 21 parâmetros do Manual de Sergipe. As categorias foram subdivididas para serem melhor interpretadas e analisadas.

Os parâmetros utilizados no Manual de Pernambuco foram divididos em: características da cultura (três), cálculo de calagem (dois), adubação nitrogenada (um), tipo de cálculo da adubação fosfatada (dois), adubação fosfatada para solo sem classificação ou argiloso (oito), adubação fosfatada para solos arenosos (oito), tipo de cálculo da adubação potássica (um), adubação potássica (oito), classificação do formato do valor de NPK (um), espaçamento recomendado da cultura (dois), densidade de plantas (três), necessidade de calagem no estado atual da cultura (um) e código da cultura (um). As funções de cada grupo de categorias estão presentes na Tabela 1. Os valores “entre” são aqueles que estão entre dois ou mais números que definem seus resultados de outros valores que se encaixam entre seus limites, ou seja, nestes casos, valores que estão entre faixas de teores de nutrientes do solo. O termo “entre” foi colocado como uma abreviação e também foi utilizado na tabela de Sergipe.

As categorias presentes no Manual de Sergipe foram divididas em: características da cultura (cinco), densidade e espaçamento (quatro), adubação orgânica recomendada (uma), cálculos de calagem (uma), adubação nitrogenada (uma), formato dos valores de recomendação nos materiais (uma), adubação fosfatada (três) e adubação potássica (cinco).

Tabela 1- Categorias utilizadas do manual de recomendação de calagem e adubação de Pernambuco

Fonte: Cavalcanti et al., 2008b; Quaresma, 2022.

 

Tabela 2 - Categorias utilizadas do manual de recomendação de calagem e adubação de Sergipe

Fonte: Sobral et al., 2007; Quaresma, 2022.

Todos os valores de recomendação de adubação nos manuais utilizados foram convertidos para o formato de grama por planta (g planta^-1) para que pudesse ser feita a automatização das fórmulas com maior facilidade. Os cálculos e fórmulas de calagem foram feitos de acordo com as recomendações presentes nos manuais utilizados. Foram verificadas as informações que seriam disponibilizadas pelo usuário para o funcionamento do aplicativo, as quais consistiram nos dados de solo e plantio necessários para calcular a recomendação de calagem e adubação.

Devido às diferenças metodológicas entre os Manuais de Pernambuco e Sergipe, as informações solicitadas foram diferentes, como demonstrado na Figura 5. Em ambos os manuais, é necessário que sejam informadas as seguintes características: espaçamentos e/ou densidade de plantas, adubo de escolha do usuário ou porcentagem de nutriente do adubo, a unidade que o usuário deseja receber seu resultado, além dos teores de fósforo, potássio, cálcio, magnésio, alumínio e argila no solo. No Manual de Sergipe, algumas informações a mais são necessárias para a realização dos cálculos, são elas: teor de Al + H (alumínio mais hidrogênio) e o poder relativo de neutralização total (PRNT) do calcário.

Figura 5 - Demonstração de páginas do aplicativo “Melhor Plantio” para inserir dados do solo do usuário: A – baseado no manual de recomendação de calagem e adubação de Pernambuco; B – baseado no manual de Sergipe

Fonte: Quaresma, 2022.

A metodologia de cálculo de calagem dos Manuais de Pernambuco e Sergipe foram separadas devido às suas diferenças. Há três fórmulas utilizadas no Manual de Pernambuco, divididas em duas metodologias, dependendo da cultura selecionada. As Equações 8 e 9 são as mais comuns. O resultado consistirá no maior valor de necessidade de calcário (NC) entre as duas equações. Em outros casos, o resultado é obtido pela Equação 10.

As equações do Manual de Pernambuco se assemelham às metodologias de neutralização de alumínio e elevação de cálcio ou magnésio no solo, junto com uma união das duas fórmulas, de modo que retrata as características edáficas de experimentos realizados no estado.

\(NC = f \times \left( \text{Al}^{3+} \right) \quad (8) \)

NC = Necessidade de calcário, em t ha^-1;

f = variável que dependendo do teor de argila do solo (menor que 15% é 1,5; entre 15 e 35% é 2; acima de 35% é 2,5);

Al³⁺ = alumínio, em cmol_c dm^-3;

\(NC = f \times \left[ V - \left( \text{Ca}^{2+} + \text{Mg}^{2+} \right) \right] \quad (9) \)

V = variável que muda dependendo da cultura;

Ca²⁺, Mg²⁺ e Al³⁺ = cálcio e magnésio, respectivamente, em cmol_c dm^-3;

\(NC = 2 \times \text{Al}^{3+} + \left[ 3 - \left( \text{Ca}^{2+} + \text{Mg}^{2+} \right) \right] \quad (10) \)

A metodologia de cálculos de calagem do Manual de Sergipe é principalmente a de elevação da saturação por base do solo, em que é fornecida a porcentagem de saturação por base recomendada para a cultura e através da Equação 11 é determinada a saturação por base atual do solo. Dessa forma, usando a Equação 2, é calculada a necessidade de calagem do solo.

\(S_t = \frac{\left( \left( \text{Ca}^{2+} + \text{Mg}^{2+} + K^+ \right) \times 100 \right)}{\left( \left( \text{Ca}^{2+} + \text{Mg}^{2+} + K^+ \right) + \left( \text{Al}^{3+} + H^+ \right) \right)} \quad (11) \)

St = saturação por base, em %;

Ca2+; Mg2+; K+; Al3+; H+  = Cálcio, magnésio, potássio, alumínio e hidrogênio, respectivamente, em cmol_c dm^-3.

O Manual de Sergipe também utiliza a metodologia de neutralização de alumínio no solo (Equação 3) e elevação dos teores de magnésio e alumínio no solo (Equação 1). Ambos os resultados, das metodologias de elevação de saturação por base e elevação teores de magnésio e cálcio ou neutralização de alumínio no solo, são apresentados para a escolha do usuário, como representado na Figura 6.

Figura 6 - Resultados para as recomendações de calagem pelo aplicativo “Melhor Plantio”

Fonte: Quaresma, 2022.

Os cálculos de adubação foram feitos com base nas necessidades de cada cultura presentes nos manuais de recomendação de calagem e adubação (CAVALCANTI et al., 2008b; SOBRAL et al, 2007), como mostrado na Figura 7 e 8, e percentual dos nutrientes dos adubos (Tabela 3), que foram baseadas em instruções normativas do Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (BRASIL, 2018). Os métodos de cálculo para adubação foram modificados para que pudessem ser automatizados.

Figura 7 - Recomendações de adubação para a cultura do abacate presentes no manual de calagem e adubação de Pernambuco

Fonte: Cavalcanti et al., 2008b.

Figura 8 - Recomendações de adubação para a cultura da goiaba (irrigada) no manual de calagem e adubação de Sergipe

Fonte: SOBRAL et al., 2007.

Tabela 3 - Adubos disponíveis para seleção no aplicativo “Melhor Plantio”

Fonte: BRASIL, 2018.

As escolhas da recomendação de adubação dos nutrientes nitrogênio (N), fósforo (P) e potássio (K) (conjunto conhecido como NPK) ficaram de acordo com as metodologias utilizadas nos materiais de recomendação de calagem e adubação. Outros nutrientes que têm seus valores e recomendações fixas, ficaram iguais ou próximos a recomendação dos materiais. Todos os valores de adubação das culturas foram convertidos para o formato “g planta^-1”, no entanto, o aplicativo fornece a opção de conversão para outras unidades, usando a Tabela 4 e Equação 12. 

Tabela 4 - Valores usados dentro do método de cálculo do aplicativo para realizar a conversão de unidades

\(\text{Valor de adubação convertida} = \frac{\text{Quantidade}}{\text{Área}} \times \left( \text{Valor da adubação por planta} \times \text{Densidade de plantas} \right) \quad (12) \)

No final dos cálculos de recomendação de adubação, o valor é alterado de acordo com a porcentagem de nutrientes dos adubos selecionados pelo usuário utilizando a “regra de três” (Equação 5).

O aplicativo possui um banco de dados que permite seu funcionamento sem acesso à internet. Além disso, usando o sistema de armazenamento do aparelho, é possível salvar arquivos de recomendações, na memória do smartphone e compartilhar através de plataformas, como Gmail e WhatsApp. Para que sejam salvos os resultados, é necessário que o usuário libere o armazenamento interno do aparelho, mas este recurso não é obrigatório.

Foram adicionadas várias culturas dos materiais utilizados, tais como: 64 culturas do manual de calagem e adubação de Pernambuco (CAVALCANTI et al., 2008b) e 31 culturas do manual de calagem e adubação de Sergipe (SOBRAL et al., 2007), conforme apresentado na Tabela 5 e Tabela 6. Algumas culturas e suas variáveis não puderam ser inseridas, devido às dificuldades na adaptação dos cálculos automáticos ou que poderia promover ocorrência de falhas, sendo alguns exemplos destas culturas: graminhas em geral, soja, abacaxi de fileira dupla, cebola irrigada, feijão de corda, palma de fileira dupla e entre outros.

Tabela 5 - Culturas presentes no aplicativo do manual de recomendação de calagem e adubação de Pernambuco

Fonte: Cavalcanti et al., 2008b.

 

Tabela 6 - Culturas presentes no aplicativo referentes ao manual de recomendação de calagem e adubação de Sergipe

Fonte: SOBRAL et al., 2007.

8.2. SEGUNDA ETAPA – DESENVOLVIMENTO DO APLICATIVO

A segunda etapa envolveu a formação do layout do aplicativo e avaliação do seu comportamento. Antes de ser escolhido o software Android Studio para o desenvolvimento do aplicativo, foram testados outros dois softwares com mesmo objetivo, o Mit App Inventor 2 (MIT APP INVETOR, 2022) e Visual Studio Code (VISUAL STUDIO UPDATES, 2022). Estas duas opções foram descartadas por limitações e/ou dificuldades para trabalhar com funcionalidades importantes no desenvolvimento do aplicativo, como por exemplo: leitura do banco de dados no formato “csv” e geração de arquivo portátil “pdf”. A Figura 9 representa a Ambiente de Desenvolvimento Integrado utilizada no aplicativo.

Figura 9 - Ambiente de desenvolvimento integrado do aplicativo “Melhor Plantio”

Fonte: Quaresma, 2022.

Inicialmente, foi desenvolvido o layout do aplicativo e como seriam recebidos os dados. Foram geradas duas versões de layout durante o desenvolvimento do aplicativo, devido às avaliações feitas no primeiro ano de teste. A primeira versão do layout funcionava como mostra a Figura 10, em que ao iniciar o aplicativo era disponibilizado a opção de liberar o acesso ao armazenamento interno do aparelho, para que pudesse ser armazenado e/ou compartilhado os resultados.

Figura 10 - Layout de funcionamento da primeira versão disponibilizada para teste com o aplicativo

Fonte: Quaresma, 2022.

Para que o usuário pudesse gerar uma recomendação era necessário abrir a aba menu na lateral esquerda e clicar na opção “recomendação”. Selecionava-se, então, a cultura e suas subdivisões desejadas para a adubação, em seguida, uma tela era apresentada ao usuário, com opção de informar características de seu solo e plantio. Por fim, bastava clicar na opção “Recomendar” que o aplicativo apresentava os resultados obtidos dos cálculos e disponibilizava a opção de gerar um arquivo em “pdf” para salvar ou compartilhar resultados. Além disso, a primeira versão do layout também disponibilizava, na aba menu, todas as recomendações que já foram geradas (arquivos em “pdf”), uma opção sobre o projeto do aplicativo e um espaço que era dedicado para futuros patrocinadores do projeto.

Com o primeiro layout, as funcionalidades principais começaram a ser desenvolvidas utilizando o Manual de Pernambuco. No segundo ano, um novo layout (Figura 11) foi desenvolvido e o Manual de Sergipe foi incorporado.

Figura 11 - Layout de funcionamento da segunda versão disponibilizada do aplicativo

Fonte: Quaresma, 2022.

A principal diferença da primeira versão do layout para a segunda, foi a aparência de vários conteúdos como fundo, botões e logomarca, deixando o aplicativo mais confortável. Além disso, foi inserida a opção de seleção dos Manuais na tela inicial do aplicativo.

A Figura 11 representa o fluxograma da segunda versão do layout para a realização de uma recomendação. A primeira tela do aplicativo disponibiliza a liberação de armazenamento interno do aparelho para guardar as recomendações geradas. Além disso, o aplicativo oferece dois botões para gerar uma recomendação, utilizando o Manual de Pernambuco ou de Sergipe. Depois, são disponibilizadas as culturas e suas características de cultivo. Por fim, o usuário deverá colocar informações sobre seu solo e plantio para obter a recomendação e disponibilizar a opção de gerar um arquivo “pdf”, podendo compartilhar através de outras plataformas, como exemplo: WhatsApp e Gmail.   

Para salvar ou compartilhar os resultados do aplicativo (compartilhar com outros softwares e plataformas) foi implementado um sistema de geração de arquivos no formato “pdf”. O sistema utiliza três ferramentas presentes no Android Studio para seu desenvolvimento que são: “PDFdocument”, “Paint” e “Canvas”. O arquivo contém duas páginas, como mostra o Apêndice B e C, com as seguintes informações: as que foram inseridas pelo usuário, os resultados dos cálculos, a cultura selecionada, a fonte dos dados, a densidade de plantas, os adubos selecionados, a data de geração do arquivo e as informações adicionais do processo de adubação.

8.3. TERCEIRA ETAPA – TESTES COM O APLICATIVO

Esta etapa foi destinada a realização dos testes de funcionalidade e aceitação do software. Estes foram divididos em duas fases: os testes internos (realizados pelos próprios desenvolvedores do aplicativo) e os testes de aceitação (feitos com voluntários que tinham interesse em testar o aplicativo em seus aparelhos).

Os testes internos com o aplicativo foram realizados pelos próprios desenvolvedores do software verificando se as funcionalidades estavam de acordo com o esperado, principalmente em relação às características como usabilidade, performance e aparência do aplicativo, e se o comportamento do aplicativo estava compatível com diferentes dispositivos Android. Os testes internos ocorreram durante todo o desenvolvimento do aplicativo, realizando correções sempre que necessárias.

 No primeiro teste de validação foram obtidas sete respostas para os exercícios e quatro respostas para o formulário de satisfação. Em relação à usabilidade, aparência e facilidade de instalação, os usuários avaliaram o aplicativo com as notas médias de 8, 9 e 9 (Figura 12), respectivamente.

Figura 12 - Avaliação da usabilidade, aparência e facilidade do aplicativo de recomendação de calagem e adubação

Fonte: Quaresma, 2022.

Os resultados das respostas nos exercícios obtidos pelos participantes foram comparados com as recomendações que seriam obtidas nos manuais de recomendação de calagem e adubação. Algumas falhas de funcionamento foram reportadas e corrigidas. As sugestões foram analisadas, sendo algumas adicionadas, como exemplo: a possibilidade de colocar as porcentagens de nutrientes dos adubos manualmente dentro do aplicativo, disponibilizar um botão de acesso a recomendação de calagem e adubação na página inicial e adicionar uma página com as recomendações já realizadas.

No segundo ano de teste com o aplicativo houve poucos erros reportados, mostrando que as modificações e avaliações do teste anterior foram positivas. Houve algumas sugestões que foram avaliadas pelos desenvolvedores e algumas implementadas, sendo alguns exemplos: separar em duas páginas as culturas e suas variáveis e adicionar a logomarca do trabalho no pdf. As opiniões em geral dos usuários eram que o aplicativo funcionava bem e tinha bastante opções de culturas a serem trabalhadas.

8.4. QUARTA ETAPA - VALIDAÇÃO DO APLICATIVO

Com os resultados obtidos do primeiro teste de aceitação, foi desenvolvida uma nova versão do aplicativo e encaminhada para registro de software com o apoio do Núcleo de Inovação Tecnológica (NIT) do Ifal, por meio do processo eletrônico nº. BR51202100604-1, sendo então aprovado/certificado em 20 de julho de 2021 pelo Instituto Nacional de Propriedade Industrial (INPI) (Figura 12). A segunda versão, com o Manual de Sergipe adicionado, foi gerada em agosto de 2022 e disponibilizada no site do aplicativo “Melhor Plantio”^[1] de forma pública (Figura 14).

Figura 13 - Certificado de Registro de Programas de Computador obtido para a primeira versão do aplicativo

Fonte: Naizazeno Neto et al., 2020.

Figura 14 - Página inicial do site do aplicativo “Melhor Plantio”, com informações sobre o software e a versão mais recente para baixar

Fonte: Quaresma, 2022.

Em março de 2022, um estudo de caso foi realizado para confirmar as funcionalidades do aplicativo. Um lote irrigado foi selecionado no Perímetro Califórnia, em Canindé de São Francisco-SE, para coleta e análise de solo, de modo a subsidiar a recomendação de calagem e adubação do aplicativo para cultura do milho.

A classificação do solo da área do experimento foi Luvisssolo Crômico com a topografia ondulada, textura franco-arenosa, contendo caracterizações químicas e a granulometria da profundidade de 0 a 20 cm apresentados na Tabela 7 (DONAGEMA et al., 2011; SANTOS et al., 2013; SILVA, 2009). Estas informações foram inseridas no aplicativo “Melhor Plantio” para obter a recomendação de calagem e adubação para o cultivo de milho híbrido (62,5 mil plantas ha^-1) na Região Agreste de Sergipe, “Grandes Produtores” (Tabela 8). Apesar do plantio ser realizado no Sertão do Estado, foram escolhidas essas opções devido se tratar de uma área irrigada por gotejamento, ou seja, com maior nível tecnológico e potencial de produtividade. O espaçamento da cultura foi de 0,70 m x 0,25 m (57,1 mil plantas ha^-1) e os adubos utilizados foram ureia (46% de N), superfosfato simples (18% de P₂O₅) e cloreto de potássio (60% de K₂O). Exemplos dos arquivos gerados pelo aplicativo “Melhor Plantio” podem ser encontrados nos Apêndices B e C.

Tabela 7 - Análises química e física do solo da área do milho (profundidade de 0 a 0,20 m), em Canindé de São Francisco, Sergipe

MO*: Matéria orgânica.

Tabela 8 – Resultados do aplicativo “Melhor Plantio” para a recomendação de calagem e de adubações de plantio e cobertura do estudo de caso com a cultura do milho

O aplicativo “Melhor Plantio” informou que a calagem não seria necessária (Figura 15), enquanto a adubação de fundação recomendada foi de 59,63 kg ha^-1 de ureia, 101,59 kg ha^-1 de superfosfato simples e 30,48 kg ha^-1 de cloreto de potássio. Em cobertura, recomendou-se a aplicação de 139,13 kg ha^-1 de ureia.

Para o preparo do solo, foram realizadas gradagem cruzadas a uma profundidade de 0,20 m. Em seguida, foram abertos os sulcos, realizada a adubação de fundação e depois a semeadura manual (8 de abril de 2022), tendo o auxílio de membros da Grupo de Estudos em Produção Agrícola de Xingó (GEPAX) do Ifal, Campus Piranhas (Figura 18). A adubação de cobertura foi procedida 29 dias após a semeadura. Os demais tratos culturais foram comuns à cultura na região.

Figura 15 - Adubação de fundação para a cultura do milho, realizada no dia 8 de abril de 2022, conforme recomendação do aplicativo “Melhor Plantio”

Fonte: Quaresma, 2022.

A colheita foi realizada quando as plantas atingiram a maturidade fisiológica (24 de agosto de 2022), sendo a produtividade média de grãos obtida de 10.386,29 kg ha^-1 (13% de umidade), superando a produtividade esperada no Manual de Sergipe, que seria de 7 a 9 mil kg ha^-1 (SOBRAL et al, 2007). Tal resultado confirma a qualidade dos resultados obtidos com o aplicativo “Melhor Plantio” em uma situação real de campo.

9. CONCLUSÕES

O uso de softwares para dispositivos móveis na agricultura deve crescer nos próximos anos e é importante que o conhecimento técnico esteja acessível a produtores rurais, pois: reduz riscos ao ambiente, melhora a qualidade/quantidade de suas produções, otimiza custos, entre outros.

Com a agricultura digital e a tecnologia da informação cada vez mais presente no meio rural, é esperado que novas metodologias sejam desenvolvidas para realização de diversas atividades, como estimar a quantidade de insumos a ser usada na calagem e adubação. Com o aumento do uso de smartphones no meio rural, novas iniciativas de facilitar a vida do agricultor estão surgindo.

O aplicativo desenvolvido neste trabalho possui diversas culturas agrícolas para realizar recomendações de calagem e adubação. O teste de aceitação realizado no primeiro ano do projeto mostrou que o aplicativo é promissor, mas modificações foram necessárias. Essas modificações foram trabalhadas e apresentadas aos participantes do segundo ano de teste de aceitação com o aplicativo, tendo bons resultados.

O software é capaz de realizar cálculos de calagem e adubação utilizando um smartphone, sem a necessidade de uso de internet, tornando-se uma ferramenta que pode ser usada por alunos, professores, agricultores e técnicos da área de Ciências Agrárias. O aplicativo mostra-se rápido, prático e confortável de ser usado. Além disso, permite o compartilhamento de arquivos com as recomendações de calagem e adubação geradas, podendo ser considerado uma ferramenta útil para auxiliar nas atividades de campo.

Para trabalhos futuros, espera-se: poder adicionar mais materiais de recomendação de calagem e adubação ao aplicativo, disponibilizá-lo em plataformas de aplicativos mobiles, realizar eventos demonstrativos com produtores rurais de como utilizar o software, além de implementar funcionalidades, como a interpretação de análises de solo e foliares.

10. REFERÊNCIAS

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VISUAL STUDIO CODE. IN THIS UPDATE: version 1.71. Updates, [S. l.], 2022.

11. APÊNDICE A - Formulário submetido para avaliação do aplicativo

11.1. Exercício de Validação e Questionário de Avaliação do Aplicativo para Recomendação de Calagem e Adubação

Projeto de Inovação Tecnológica: Desenvolvimento de Aplicativo de Plataforma Móvel para Recomendação de Adubação e Calagem de Culturas Agrícolas

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Envie para nosso e-mail o "pdf" ou "imagem" com os cálculos realizados manualmente para as culturas escolhidas (tamanho máximo do arquivo 10 MB).

Envie para nosso e-mail os dois arquivos "pdf" gerados pelo aplicativo para as duas culturas escolhidas.

Qual a sua opinião sobre a aparência do aplicativo? Nota de 1 a 5, sendo 1 muito ruim e 5 muito bom.

Em relação à usabilidade, quais as suas impressões sobre o uso do aparelho (facilidade de entendimento, informações técnicas e velocidade na execução das funcionalidades)? Nota de 1 a 5, sendo 1 muito ruim e 5 muito bom.

Sobre a instalação: Achou fácil a instalação ou teve dificuldades? Nota de 1 a 5, sendo 1 muito ruim e 5 muito bom.

De forma avaliativa geral, você recomendaria o aplicativo para alguém da área técnica ou um agricultor que precise realizar esses tipos de cálculos?

Alguma sugestão de melhoria para o aplicativo?

Encontrou algum erro ("bug”) inesperado? Poderia descrever esse(s) erro(s)?

12. APÊNDICE B – Primeira página do arquivo “pdf” gerado pelo aplicativo para salvar ou compartilhar resultados

13. APÊNDICE C – Segunda página do arquivo “pdf” gerado pelo aplicativo para salvar ou compartilhar resultados

http://melhorplantio.com.br/