plantio

Software de banco de dados distribuído e ferramentas visuais para planejamento e acompanhamento de plantio de Sistemas Agroflorestais - SAFS e policultivos em geral.

objetivos

• Criar um banco de dados sobre espécies de plantas com usos variados com alimentação de dados distribuída e colaborativa
• Criar uma ferramenta de planejamento de cultivos agroflorestais que auxilie na identificação de simpatias, alelopatias, compatibilidade de crescimento / insolação e interação e assim propicie uma análise combinatória
• Criar relatórios de previsão de colheita e ocupação do solo em escala temporal móvel para auxílio na implantação de sistemas agroflorestais capazes de garantir autosustento do solo (redução ao mínimo do uso de insumos externos - LEISA - Low External Input Sustainable Agriculture) e familiar.
• Fomentar o compartilhamento de informações agrícolas diretamente entre produtor@s sem mediação de técnicos de extensão agrícola
• Criar uma arquitetura expansível

arquitetura

O software é um nó que pode funcionar sozinho (offline), mas pode se integrar a outros nós por meio de um protocolo de comunicação compartilhado.

    
    X---X
     \  |   nós em rede
       \|
        X

Um nó isolado, entretanto, é um nó da rede em potencial, podendo ser conectado. O software adere ao protocolo de comunicação do Baobáxia / http://github.com/RedeMocambos/baobaxia e a rede assume a característica de online/offline.

Cada informação adicionada a um nó possui referencias do nó em que se originou e do local a que se refere. A localização do dado, em conjunto com outros atributos de similaridade, definirão a relevância da informação.

definição dos algorítmos de relevância

Uma questão crucial dos softwares de rede hoje em dia é o poder do algorítmo frente à pessoa que utiliza o software. Por isso, preferimos que além de o algorítmo ser disponibilizado como software livre, seja facilmente configurável e alterável para cada nó. Isso permite que variáveis e pesos diferentes sejam definidos em cada nó / comunidade - afinal a experiência obtida numa área de cerrado difere de uma em área de mata atlântica, muito embora guardem semelhanças entre si quando comparadas a uma área de clima temperado.

O programa propõe uma configuração inicial que pode ser livremente alterada.

Sugestão de espécies na montagem

A sugestão de espécies aparece após a escolha da área e do padrão de plantio. Não há ordem de implantação, mas sugere-se que se inicie a seleção das espécies começando pelos maiores exemplares (arbóreos). A seleção de espécies busca todas as já adicionadas ao sistema e observa quais estratos já estão atendidos, sugerindo espécies a serem adicionadas para preencher os estratos faltantes. As espécies são filtradas de modo a privilegiar outras famílias e excluindo as plantas antagonistas. A configuração do algorítmo de seleção pode ser alterada por plantio/canteiro (ex: permitir mais de uma espécie da mesma família, quantidade de espécies por estrato)

cardapio e planejamento de plantio

Uma forma de selecionar espécies é listar as frutas, verduras e demais plantas utilizadas em parte da alimentação de uma pessoa ou coletividade. A listagem de plantas pode levar a uma análise de viabilidade a fim de selecionar espécies viáveis para determinado local, conforme condições climáticas e de solo. Adicionalmente pode se criar rascunhos de agrupamentos com previsão de colheita para fins de abastecimento daquelas pessoas.

conceito: Banco de dados de espécies e variedades

Cada espécie cadastrada é uma entidade genérica, podendo possuir variedades que expandem e sobrescrevem as propriedades da espécie. Uma mesma planta pode possuir múltiplas variedades.

As variedades extendem as propriedades da espécie e podem alterar alguns atributos - mas não todos. Exemplos de atributos alteráveis: exigência de solo, porte, necessidades hídricas etc.

A interação entre as espécies é mapeada sinalizando aleopatias e sinergias de modo a sugerir combinações favoráveis ou não.

Um dos usos possíveis do software é como auxiliar no acompanhamento e registro de alelopatias e sinergias entre espécies: toda e qualquer informação adicionada possui uma referência de origem - que pode ser um estudo, um livro ou um dado observacional. Os pesos de cada uma das informações podem ser configurados de acordo com o plantio - por exemplo, seria possível atribuir peso maior a uma informação coletada a partir de dados observacionais num mesmo bioma ou região.

Espécies

Cadastro de espécies com atributos diversos. Os atributos marcados com um * podem ser alterados pelas variedades.

• nome cientifico (Chave)
• nomes populares
• família
• fotos
• porte *
• necessidades hídricas *
• exigência de solo * dúvida - criei classes aleatórias, a revisar/repensar
• tolerância a poda (0-10) sendo 0 nenhuma, 10 rebrota vigorosa indefinidamente
• exigência de sol (0-10) sendo 0 sombra, 10 pleno sol
• temperatura (range)
• tempo de colheita
• interação com outras espécies: alelopatias e sinergias - seleção manual de outras espécies
• estrato: baixo, médio, alto/dossel, emergente
• sucessão: "perfil" da planta: colonizadoras, pioneiras, secundárias iniciais, secundárias tardias, clímax
• tempo de vida: dias, meses, anos

Tipo de porte: engloba os ciclos e a densidade da copa, descritos numa matriz espacial/temporal

Variedades

Uma variedade é uma extensão da espécie, mas com variações pequenas. Podem ser atribuídas a experiências localizadas e temporais.

• nome da variedade / cultivar
• descrição
• localização
• porte
• exigências de solo
• ciclo de crescimento

Ciclos e Tipo de porte

Cada planta possui um ciclo, composto de várias fases. Cada fase está associada a um porte médio esperado determinada espécie ou variedade, com momentos de crescimento, floração, frutificação, dormência e caducidade.

O porte é uma descrição temporal simplificada do volume e densidade médios da copa.

A descrição deve contemplar necessariamente:

1. emergência
2. crescimento inicial
3. desenvolvimento pleno

Adicionalmente, conforme a espécie, podem existir:

4. Caducidade / perda de folhas
5. Podas juvenis

O porte é descrito numa matriz espacial 2D (informações do porte x altura serão descritos no estrato). O porte é descrito por um percentual de cobertura foliar, aonde 0 é ausente e 10 é cobertura completa.

Exemplos:

# emergência
__________
|         |
|    1    |
|         |
-----------
  
# desenvolvimento inicial
__________
|    1    |
|  1 4 1  |
|    1    |
-----------    

# porte maduro - floração, frutificação
___________
|  1 4 1  |
|  4 8 4  |
|  1 4 1  |
-----------

Catálogo de ciclos

Quando um ciclo de uma planta é adicionado, seu desenho vai para uma tabela de padrões de ciclos. Os ciclos de folhação de um abacateiro e de uma mangueira, por exemplo, podem ser relativamente parecidos; os ciclos de coqueiros e palmeiras e sua folhação igualmente podem ser parecidos. Deste modo, quando vou cadastrar o ciclo de uma planta nova, me é oferecido um catálogo de padrões de ciclos (desenhos) já preenchidos para facilitar o preenchimento.

Campos

• idFase
• idEspecie not null
• idVariedade
• nome not null
• ordem smallint not null
• descricao
• matrizPorte json
• floracao bool
• frutificacao bool
• deciduidade bool ? dúvida: seria necessário um descritor específico ?

Interação entre plantas

A interação é a descrição da interação da relação de uma planta com outra. Podem ser mapeadas interaçes de tipos sinérgicos (cooperativos) ou alelopáticos (antipatia). O objetivo é otimizar a cooperação entre espécies e evitar combinações conflituosas. Como nem sempre a relação é simétrica, a interação é descrita numa direção, ou seja, de uma planta em relação a outra (existem casos em que uma planta faz muito bem a outra mas o contrário não é verdadeiro).

A intensidade da relação também pode ser apontada, como: suave, média, agressiva. Nas interações agressivas, uma espécie pode inviabilizar outra pela simples presença numa mesma área, mesmo que em canteiros distintos.

Uma interação associa duas espécies, define um tipo de relação, a intensidade da relação e adicionalmente se vinculam mais referências. O objetivo dessa informação estar presente no banco de dados é filtrar espécies conforme o grau de simpatia ou antipatia no momento da relação.

Sugestão para banco NoSQL/Mongo:

Cada interação possui uma planta A, outra planta B e/ou família B. { especie_a: 'tomate', // espécie A especie_b: 'feijão', // espécie B familia_b: 'leguminosas', // toda família B tipo_interacao: 'alelopatia', // tipo de interação (alelopatia, sinergia) sentido: 'mútuo' // se é mútuo ou apenas para um dos lados (mútuo, para_a, para_b) nivel: 'forte', // nível/grau (fraco, moderado, forte) fonte: 'PRIMAVESI, Ana. Pergunte ao solo e às raízes', }

Definição de áreas

Definições sobre a área:

• dimensões
• solo
• clima
• declividade predominante / ondulação: plano, baixada, encosta acentuada, encosta suave
• área total

Definição do desenho da área

Padrões para implantação do plantio

• desenhos vetoriais de padrões (linhas contínuas, linhas em curva de nível, intersecções / flores / mandalas)
• mapeamento de áreas cultiváveis e passagens em áreas

1. Selecione uma área
2. defina um padro de implantação de plantio
3. escolha as espécies

• exibição de caixas de seleção separadas por atributos das plantas
• ao "arrastar" a planta para a área, pode projetar a copa dela (como área de mancha transparente)

4. espécies parceiras ou antagônicas são exibidas conforme as espécies adjacentes

Padrão de plantio

Padrões de plantio são formas de agrupamento de espécies. Podem ser canteiros lineares, mandalas, círculos ou curvas de nível.

Consultas

• Visualização da projeção do canteiro por data / faixa de tempo
• visualização por linhas paralelas
• visualizaço em plano horizontal (projeção timeline)

Apresentações gráficas possíveis para saída de dados

Evolução do crescimento das plantas https://square.github.io/cubism/

Diagrama de famílias, atributos (solo, umidade etc) ciclos de vida e tempo de colheita https://www.jasondavies.com/coffee-wheel/

Calendar view https://bl.ocks.org/mbostock/4063318

Arquitetura da interface

• Login / auth

  • Gerenciamento de localidades

    • gerenciamento de áreas
      • gerenciamento de cultivos

  • Gerenciamento de espécies

    • gerenciamento de variedades
      • definição de ciclos
        • definição de fases

Referências

A elaboração do sistema utiliza conceitos da agroecologia e agrofloresta. Destacamos aqui algumas das referências bibliográficas utilizadas:

PRIMAVESI, Ana. Pergunte ao solo e às raízes - uma análise do solo tropical e mais de 70 casos resolvidos pela agroecologia. São Paulo: Nobel, 2014.

REIJNTJES, C.; HAVERKORT, B.; WATERS-BAYER, A. Agricultura para o futuro: uma introducao a agricultura sustentavel e de baixo uso de insumos externos. Rio de Janeiro: AS-PTA, 1994.