Quais são as principais características das indústrias de alta tecnologia e das indústrias com intenso consumo energético?

A agricultura moderna pode ser compreendida como o modelo de produção que incorpora grande acervo de tecnologia e conhecimento relacionados à produção agrícola. A conexão entre agricultores, pesquisadores e indústria tem sido crucial para se trabalhar pelo desenvolvimento de ferramentas e estratégias que elevaram a produtividade num padrão sustentável. 

A transformação da agricultura

Desde que o homem passou a cultivar cereais para sua alimentação a agricultura vem se transformando e evoluindo.

Os agricultores dos dias de hoje planejam sua produção com o apoio de sementes tratadas e melhoradas geneticamente. Além disso, empregam equipamentos para operações no campo e instrumentos que monitoram o desenvolvimento das plantas. Tudo muito diferente do que se empregava há séculos. 

Com isso, podemos contextualizar a agricultura em duas fases principais:

Primeira: agricultura de sistema extensivo (agricultura tradicional ou de subsistência), era a principal forma de se cultivar plantas há milhares de anos. Foi desenvolvida e adotada por antigas civilizações e comunidades indígenas. Nessa forma de se produzir alimentos a mão de obra direta, ou seja, aquela em que não há intervenção de nenhum maquinário é utilizada em todo o processo.

Segunda: é a que conhecemos como agricultura moderna (sistema agrícola intensivo) e que surgiu na primeira fase da Revolução Industrial (séculos XVIII e XIX). Esse modo de produção é baseado na utilização de energia elétrica, é mais profissionalizada e com maiores índices de desempenho em colheita de safras. 

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O que é agricultura moderna?

O processo de inovação na agricultura tem sido cada vez mais acelerado. Nele observamos a substituição da tração animal por máquinas a gasolina, acompanhamos os avanços em pesquisas de melhoramento genético de plantas, assim como o desenvolvimento de fertilizantes, defensivos e outras estratégias para o controle de pragas e doenças. 

Dessa forma, damos o nome de agricultura moderna para a prática realizada no campo, que é conduzida de maneira tecnificada e estruturada. Para isso, o agricultor faz uso de diversas tecnologias, insumos e planejamentos, tendo como objetivo principal abastecer diversos mercados. Além disso, a agricultura moderna visa melhorar o desenvolvimento de plantas cultivadas, reduzindo o uso de recursos naturais.

A agricultura tradicional ainda é realizada em pequenas propriedades e geralmente são destinadas apenas à subsistência das famílias que praticam o cultivo, sem comercialização em larga escala e baixo emprego de insumos.

Agricultura moderna e uso de terras

A agricultura moderna foi crescendo e com ela o uso de terras. No entanto, é importante mencionar que essa análise normalmente é feita de forma equivocada, sem considerar as proporções de aumento de produção em relação à terra empregada.

É verdade que nos anos pós revolução industrial tivemos uma rápida expansão da atividade agrícola global mas, tal expansão foi necessária para acompanhar o crescimento e desenvolvimento da população mundial.

No entanto, essa expansão da agricultura para novas áreas tem diminuído constantemente, principalmente nos últimos 50 anos. O mais interessante é que, apesar dessa redução, nossas terras agrícolas continuam a fornecer alimentos e outros produtos para a população humana que continua a crescer rapidamente.

A produção de cereais per capita aumentou de 0,29 para 0,39 toneladas por pessoa entre 1961 e 2014 como resultado do aumento da produtividade da terra ao longo do tempo. Um exemplo mais palpável pode ser visto na produção mundial de arroz. 

Se compararmos o ano de 1961 com o de 2018, encontramos um aumento de aproximadamente 73% na produção, associado a um crescimento de apenas 31% em novas terras.  Enquanto, nesse mesmo período a população cresceu mais de 60%.

O aumento de produtividade da terra foi possibilitado por um conjunto de avanços tecnológicos, que compreende desde novas sementes, insumos e maquinários, assim como diferentes estratégias para o manejo da terra.

Agricultura moderna nos dias de hoje

Algumas técnicas e ferramentas são tão importantes para a agricultura que hoje não conseguimos distinguir o quanto são exclusivas da agricultura moderna. Cabendo citar:

• Melhoramento genético de plantas;
• Práticas adequadas de irrigação;
• Insumos biológicos e sintéticos;
• Rotação de culturas;
• Maquinários;
• Manejo Integrado de Pragas;
• Ferramentas tecnológicas.

Sementes de alto rendimento

Uma das principais inovações na agricultura moderna se deu com os avanços na biologia vegetal que melhoraram nossa compreensão sobre a genética, o desenvolvimento e a fisiologia das plantas. Isso permitiu que os melhoristas vegetais (pesquisadores) desenvolvessem culturas de alto desempenho. 

Com base nesse conhecimento, foram desenvolvidas cultivares com características desejáveis, como tamanho, rendimento e resistência a pragas e doenças. Com isso, plantas geneticamente melhoradas de milho, trigo e arroz foram adotadas em todo o mundo nas décadas de 1950 e 1960. 

Até os anos 2000 tinham sido desenvolvidas mais de 8 mil variedades melhoradas para as 11 principais plantas cultivadas no mundo. A adoção dessas plantas aprimoradas elevou a produção em 21% em todos os países em desenvolvimento entre 1961 e 1980. Já no período de 1981 a 2000, o crescimento da produção foi de até 50%. 

Nos últimos anos a biotecnologia tem acelerado o melhoramento genético de plantas e permitido o desenvolvimento de culturas a partir da introdução de genes (exóticos ou endógenos), relacionados não só com a produtividade, mas também de tolerância aos estresses abióticos (seca, salinidade e inundações), bióticos (pragas e doenças) e aos herbicidas.

Além disso, com a precisão da biotecnologia moderna é possível desenvolver plantas para serem utilizadas em solos cuja presença de alguns nutrientes foi reduzida. Por exemplo, em muitas regiões produtoras de arroz, a falta de fósforo limita o desenvolvimento da planta. A introdução de um gene que melhore o desempenho da planta em utilizar esse nutriente possibilitará que a produção de arroz se mantenha nessas regiões.  

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Por isso, afirmamos que na agricultura moderna, as sementes (ou mudas) são de alto rendimento, pois possuem características que as tornam menos vulneráveis às adversidades abióticas e bióticas.

Insumos para proteção das plantas (químicos e biológicos)

A Organização das Nações Unidas para Agricultura e Alimentação (FAO) estima que entre 20% e 40% da produção global de alimentos seja perdida todos os anos devido à ação de pragas. No entanto, é importante dizer que esses percentuais já foram muito maiores no passado. 

Nesse sentido, o desenvolvimento dos defensivos químicos foi e continua sendo de grande importância para a proteção das plantas, prevenindo perdas de produtividade decorrentes do ataque de pragas. Em relação ao passado, pode-se dizer que os produtos químicos sintéticos permitiram melhorias marcantes na produção de alimentos e nos padrões de vida.

A agricultura moderna é sustentada pelas inovações tecnológicas, promovendo investimento constante na seleção das melhores toxinas, enzimas ou hormônios para o controle de pragas e no desenvolvimento de sistemas práticos de produção e distribuição, reduzindo o impacto desses produtos no meio ambiente.  Com isso, as moléculas mais modernas: 

• São mais eficientes, ou seja, é necessária uma menor dose para se obter resultado;
• Apresentam ação sobre vias metabólicas específicas para uma classe de pragas;
• Possuem maior capacidade de degradação. 

Ainda, quando analisamos o desenvolvimento de um defensivo agrícola, verificamos que grande parte dos investimentos estão concentrados nos estudos toxicológicos e ambientais. Tal fato é decorrente da priorização em produtos que garantam maior segurança para a saúde humana, animal e meio ambiente.

O controle biológico na agricultura moderna

Os defensivos químicos não são os únicos protetores de plantas. A cada ano, o controle biológico assume uma importância cada vez maior na agricultura moderna, principalmente por ser uma estratégia indispensável no Manejo Integrado de Pragas (MIP). 

A bactéria Bacillus thuringiensis (Bt) utilizada por décadas para controlar insetos da classe Lepidoptera, tem sido aprimorada por meio da seleção de cepas e formulações mais eficientes de biopesticidas.

Como consequência, a adoção de produtos biológicos tem crescido em ritmo acelerado no Brasil e no mundo. Cabe citar os principais benefícios dessa tecnologia:  

• Performance equivalente aos dos defensivos químicos;
• Alto rendimento e promoção do MIP;
• Bom custo benefício ao longo do tempo;
• Reduzida chance da praga desenvolver resistência;
• Ausência de resíduos no produto agrícola;
• Produtos biodegradáveis;
• Possibilidade de aplicação de produto e realização de outras atividades em um mesmo dia.

Inclusive, a partir de 2013, a adoção de produtos biológicos já foi responsável por salvar a lavoura de diversas culturas, como milho, soja, algodão, arroz, batata entre outras, que foram atacadas por uma praga (Helicoverpa armigera) sem controle.

Na agricultura moderna, os defensivos, independente da origem do seu princípio ativo (químico ou biológico), devem ser usados em conjunto para que se alcance o controle adequado de doenças e pragas e se diminua a velocidade de perda de tecnologias.

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Sistemas de irrigação para a agricultura moderna

A água é fundamental para qualquer lavoura, afinal, nenhum tipo de cultura é capaz de crescer e desenvolver todo o seu potencial sem o aporte hídrico adequado. Por isso, o desenvolvimento de um sistema de irrigação adequado e eficiente é priorizado na agricultura moderna.

De 1961 a 2014, a área global equipada para irrigação dobrou, resultando num maior aproveitamento da terra.  De fato, a produção em áreas irrigadas foi 1,6 vezes maior que a produção em áreas secas durante o período 1988-2002 e, 24% da área total da colheita irrigada contribuiu com 33% da produção total.

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Um dos motivos do aumento de produtividade é que a irrigação também permite que os agricultores estendam o período ótimo para a produção também para as estações mais secas. Assim, uma mesma área se torna produtiva por mais tempo.

Essa estratégia favorece, inclusive, os pequenos produtores que, com um sistema correto de irrigação, passam a aproveitar melhor a terra e a produzir alimentos durante o ano todo.

A agricultura moderna prioriza o uso otimizado da água. Para isso tem se investido em pesquisa e desenvolvimento de sistemas de irrigação inteligentes, associados a sensores e softwares de análise de dados que podem tornar o consumo de água mais eficiente.

Monitoramento e uso adequado de insumos

A disponibilidade das tecnologias, incluindo as grandes melhorias na mecanização da agricultura, não seriam tão eficientes sem um bom planejamento, aproveitamento de energia oriunda de combustíveis fósseis, assim como a maior utilização de energias renováveis. 

Atualmente, os maquinários são fundamentais para garantir o sucesso da produção agrícola de alta precisão. São eles que realizam o preparo do solo, irrigação, semeadura de sementes, sistemas de colheita, adubação e, muitas vezes, o monitoramento e controle de pragas.

Para que ocorra o melhor aproveitamento de todas essas inovações, tem se investido em um conjunto de tecnologias digitais de ponta (a exemplo de sensores e softwares) com o objetivo integrar os equipamentos e maquinários que são utilizados no campo.

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Como é o caso da incorporação da “Internet das coisas”, tecnologias que entregam ao produtor informações exatas sobre o consumo de água, monitoramento de pragas e doenças, uso de fertilizantes, insumos e defensivos químicos e biológicos. Por exemplo, os sensores de umidade, além de serem utilizados para controle do consumo de água, também podem indicar o momento correto para a pulverização de defensivos.

A conexão entre as diferentes tecnologias e equipamentos também favorece a adoção do Manejo Integrado de Pragas (MIP), uma prática preventiva que tem sido incentivada dentro da agricultura moderna, uma vez que ajuda na preservação de tecnologias, do meio ambiente e auxilia diversos agricultores a superar os desafios do campo.

Com isso, o agricultor pode tomar uma decisão sobre qual a melhor forma de utilização dos insumos, visando maior aproveitamento dos produtos e diminuindo os impactos ambientais.

Por exemplo, é extremamente necessário saber o momento correto para iniciar a aplicação dos produtos biológicos para a supressão da praga-alvo. Portanto, o acompanhamento remoto da aparição de pragas e doenças na lavoura, bem como o seu desenvolvimento e crescimento populacional são informações importantes e que podem ser adquiridas por meio de armadilhas inteligentes e captação de dados. 

É importante ressaltar que hoje, na agricultura moderna, o monitoramento contínuo da lavoura é fundamental para a otimização de insumos e preservação dos recursos naturais.

Desafios e Perspectivas 

Mesmo com toda a inovação tecnológica, a agricultura moderna não está livre das ameaças relacionadas às mudanças climáticas. Estima-se que nos últimos 30 anos tenha havido uma queda de até 5% na produção global de milho e trigo por conta desse fator.

Para que as mudanças climáticas não causem a estagnação da produção ou até mesmo sua diminuição, é importante investir em medidas que possam contornar os seus impactos. Nesse sentido, é necessário desenvolver tecnologias que permitam alta produtividade em terras já cultiváveis. 

Frente às mudanças climáticas é esperado que o melhoramento genético desenvolva “sementes inteligentes para o clima”. Ou seja, plantas com melhor eficiência fotossintética e fixação de nitrogênio. Além disso, dentre tantas estratégias em pesquisa, cabe citar o emprego da engenharia genética no desenvolvimento de plantas mais adaptadas à agricultura vertical, por representarem sistemas agrícolas mais controlados.

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Nesse novo momento em que vivemos, a agricultura está mais próxima dos consumidores. Afinal, estamos cada vez mais interessados pela forma com que os alimentos são produzidos. Com isso, as soluções atreladas à sustentabilidade representam o caminho natural da agricultura moderna.

Principal fonte: 

Ramankutty, N. et al. Trends in Global Agricultural Land Use: Implications for Environmental Health and Food Security. Annual Review of Plant Biology, 2018.