Nova ferramenta utiliza dados de satélite para combater a mosca-da-azeitona

Em uma conferência recente realizada na Agência Espacial Europeia, em Frascati, Itália, pesquisadores apresentaram uma ferramenta capaz de ajudar a combater e prevenir infestações da mosca-da-azeitona diante das mudanças climáticas.

O projeto decorre da integração dos ciclos biológicos da oliveira e da mosca-da-azeitona com dados de satélite relevantes.

“Devemos considerar este projeto como uma nova contribuição para os esforços contínuos de controle de pragas”, disse Luigi Ponti, pesquisador da Agência Nacional Italiana para Novas Tecnologias, Energia e Desenvolvimento Econômico Sustentável, ao Olive Oil Times.

Não é possível realizar dez anos de testes de campo em toda a Apúlia. Mas este modelo permite fazer isso virtualmente em poucos minutos. — Luigi Ponti, pesquisador, ENEA

Uma fonte crucial de dados para o projeto provém de observações de satélite feitas com sensores MODIS (Moderat-resolution Imaging Spectroradiometer) instalados a bordo de dois satélites da NASA, o Terra e o Aqua.

Nas últimas duas décadas, esses sensores mediram várias variáveis de superfície, como índices de vegetação, ao mesmo tempo em que forneceram dados altamente confiáveis sobre a temperatura da superfície terrestre.

“Eles mediram a temperatura da superfície a partir do espaço com resolução temporal diária, capturando também as temperaturas máximas e mínimas diárias aproximadas graças aos seus horários de sobrevoo”, disse Ponti. 

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Pesquisas anteriores de Markus Neteler, fundador da Mundialis, uma empresa alemã parceira no projeto, desenvolveram um método para extrair dados de temperatura a partir das observações de satélite.

Além disso, foi desenvolvida uma metodologia baseada em estatística e informação espacial para preencher as lacunas causadas pela cobertura de nuvens, já que os sensores MODIS não conseguem ver através das nuvens.

A pesquisa apresentada por Ponti e seus colegas teve como objetivo vincular esse amplo conjunto de dados a um índice de vegetação derivado do MODIS conhecido como Índice de Vegetação por Diferença Normalizada (NDVI).

O NDVI do MODIS mede a quantidade de vegetação verde na superfície da Terra, fornecendo informações sobre a cobertura do solo ao longo do ano. Essas informações podem ser usadas para aprimorar os dados de temperatura derivados dos satélites MODIS.

A eficácia dessa abordagem baseia-se em pesquisas anteriores realizadas por uma equipe de cientistas israelenses que desenvolveu um método para calibrar as temperaturas da superfície terrestre derivadas do MODIS usando dados do NDVI.

“Eles instalaram termômetros dentro das copas das oliveiras e descobriram que a temperatura derivada dos satélites MODIS, uma vez corrigida usando o NDVI do MODIS, estimava a temperatura da copa melhor do que a estação meteorológica mais próxima”, disse Ponti.

Graças a esses dados, é possível estimar a temperatura sentida tanto pela planta quanto pela mosca-da-azeitona.

“Se quisermos um impacto agrícola real, precisamos observar o que acontece dia a dia, porque é assim que as plantas e os organismos que interagem com elas funcionam”, observou Ponti.

A necessidade de informações altamente precisas sobre agroecossistemas levou ao desenvolvimento do modelo demográfico baseado em fisiologia do agroecossistema da oliveira, em colaboração com o consórcio científico sem fins lucrativos CASAS Global.consórcio científico sem fins lucrativos CASAS Global.

O resultado do modelo é uma representação biológica detalhada e realista dos ciclos de vida da oliveira e da mosca-da-azeitona, incluindo suas interações.

Esse tipo de modelagem, que combina uma abordagem de cima para baixo (utilizando dados de satélite) com uma abordagem de baixo para cima (mecanismos biológicos), supera as limitações de ambas e fornece uma ferramenta poderosa para a análise estratégica na gestão agrícola.

A combinação de observações de satélite, modelagem biológica e ferramentas de informação geográfica de código aberto permite que os pesquisadores visualizem e analisem dinâmicas com resolução temporal (diária) e espacial (250 metros).

“Para a planta, [o modelo] simula populações de folhas, galhos e raízes. Com o mesmo modelo base, ele simula o nascimento, o crescimento, o envelhecimento e a morte de órgãos vegetais ou estágios de insetos”, disse Ponti.

“Portanto, usamos o mesmo modelo para descrever tanto insetos quanto plantas em nosso sistema de oliveira–mosca-da-oliva”, acrescentou.

Para a planta, o recurso primário é a energia da radiação solar, juntamente com nutrientes e água do solo. Para a mosca, o recurso é a planta da qual se alimenta: quantas azeitonas ela consegue encontrar para depositar seus ovos. Suas taxas vitais (crescimento, reprodução) dependem da disponibilidade de azeitonas.

“Isso confere aos modelos um grau de realismo biológico, pois eles são limitados pelas restrições de recursos do mundo real que os organismos enfrentam”, disse Ponti.

“Se a mosca não encontrar azeitonas, ela entra em quiescência reprodutiva, exatamente como na natureza. Portanto, não é uma ferramenta para ‘prever’ uma infestação com exatidão, mas pode indicar que, sob certas condições, o ambiente é propício para uma”, explicou ele.

“Não dá para dizer ‘a mosca vai chegar amanhã’, mas dá para dizer ‘esta área tem atualmente condições que favoreceriam o desenvolvimento da mosca’”, acrescentou Ponti.

Assim como as previsões meteorológicas, as previsões biológicas são desafiadoras. A previsão do tempo em si é considerada pouco confiável além de um curto período de cerca de três dias.

“Ainda assim, usamos dados meteorológicos como insumo para nossos modelos biológicos, então a incerteza se agrava”, disse Ponti. “O que nossos modelos acrescentam é informação estratégica.” 

A previsão pode indicar quando agir, mas não pode dizer por que algo está acontecendo ou como se preparar de forma mais eficaz em um clima em mudança.

“Isso requer a compreensão dos mecanismos e da dinâmica no campo”, disse Ponti. “Essa é a questão: se a mosca da azeitona é uma praga-chave, como podemos controlá-la melhor do ponto de vista econômico e operacional, especialmente em um cenário de mudança climática, onde as suposições sobre o clima estão obsoletas e as regras de manejo consequentes podem não se aplicar mais?” 

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“Mostramos isso claramente em nosso trabalho na Andaluzia”, acrescentou ele. “Por exemplo, em algumas áreas, não há mais horas de frio suficientes para induzir a floração nas oliveiras. Em áreas mais quentes, a população de moscas permanece abaixo do limiar devido às altas temperaturas que se aproximam ou excedem a tolerância térmica da mosca.” 

O uso de informações climáticas e vegetativas mais precisas pode ajudar os formuladores de políticas a reformular as estratégias de controle de pragas.

Intervenções e políticas específicas para cada região, como as da Andaluzia, onde organizações de controle integrado monitoram e prescrevem tratamentos, dependem da análise de dados históricos.

“Por exemplo, o monitoramento tradicionalmente começa em maio, mas se os invernos forem mais quentes, pode ser mais útil começar mais cedo”, disse Ponti.

A mosca-da-azeitona apresenta rápido crescimento populacional, está intimamente sincronizada com o ciclo de vida da oliveira e pode se reproduzir durante todo o ano, assim que os frutos da oliveira e o clima forem adequados. Isso a torna uma praga significativa para as culturas de azeitona em todo o mundo.

“Se não for monitorada e controlada precocemente, ela fica fora de controle rapidamente”, disse Ponti. “Portanto, a melhor abordagem pode ser monitorar mesmo durante a estação ‘tranquila’, no final do inverno ou início da primavera. Com as tendências climáticas futuras, ser proativo será crucial.”

À medida que o clima se torna cada vez mais imprevisível e os eventos extremos se tornam mais comuns, a ponto de não serem mais excepcionais, as instituições agrícolas têm cada vez mais dificuldade em planejar serviços de proteção eficazes.

“Essa ferramenta de modelagem oferece uma visão realista do que está acontecendo no campo, algo que você nunca conseguiria obter por meio de observações de campo nessa escala e por esse período”, disse Ponti.

“Na Apúlia, simulamos 20 anos de dinâmica das oliveiras e das moscas em uma escala diária com resolução de 250 metros para centenas de milhares de locais, graças à computação em nuvem fornecida pelo parceiro italiano Recube”, acrescentou ele.

“Obter o mesmo tipo de dados a partir de observações de campo seria simplesmente impossível. Esse tipo de sistema oferece essa visão em nível de campo essencialmente de graça”, continuou Ponti.

Como o clima afeta plantas e insetos de maneiras diferentes, suas interações e equilíbrio mudam.

“É importante saber disso. Você poderia simular diferentes cenários de manejo, como uma intervenção mais precoce, e avaliar o quanto isso é benéfico”, disse Ponti.

“Não é possível realizar dez anos de testes de campo em toda a Apúlia. Mas esse modelo permite fazer isso virtualmente em questão de minutos”, acrescentou. “Portanto, embora não seja destinado a previsões de curto prazo, pois isso exigiria dados biológicos e climáticos em tempo real perfeitamente detalhados, ele é ótimo para descrever e planejar estrategicamente.”

Os satélites Aqua e Terra da NASA estão prestes a ser desativados. Como resultado, os pesquisadores já estão trabalhando no uso de outros satélites, como os lançados pela Eumetsat e pela Agência Espacial Europeia, que transportam sensores semelhantes.

A nova geração dos satélites Sentinel da agência possui alta resolução espacial e pode observar as temperaturas da superfície.

“Mas, atualmente, eles não têm resolução temporal diária, embora haja planos para alcançar a resolução diária em futuras missões Sentinel”, disse Ponti.

“Isso significa que eles não podem fornecer temperaturas máximas e mínimas diárias, que são cruciais para os ritmos circadianos, os ciclos naturais que regulam a vida na Terra”, explicou ele.

Dados climáticos derivados de satélites e de outras fontes, combinados com inteligência de modelos demográficos baseados em fisiologia, podem se revelar cruciais nos próximos anos, não apenas para os olivais, mas para muitas culturas que os pesquisadores já estudaram.

O projeto foi realizado no âmbito do projeto TEBAKA e baseia-se na infraestrutura de TIC desenvolvida pelo projeto Med-Gold, ambos financiados pela União Europeia.

Para que esses dados orientem a estratégia, as instituições públicas e as organizações regionais devem tomar medidas.

“O que falta são recursos de pesquisa e de projeto para dar suporte à computação em nuvem necessária, ao mesmo tempo em que se mantém e amplia a série temporal do conjunto de dados que usamos, que abrange cerca de 20 anos, de 2003 a 2023. Esse é um período longo e valioso”, disse Ponti.

“A mudança climática não é algo que vai acontecer no final do século. É algo que está acontecendo agora mesmo”, concluiu. “As análises estatísticas do que aconteceu no passado em uma determinada área são uma ótima ferramenta, mas não são mais suficientes, porque o clima está mudando rapidamente.”

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