Agricultores de cana-de-açúcar da Índia usam IA para prever o clima, combater pragas e otimizar colheitas
Nimbut, Maharashtra, ÍNDIA – “Pronto?” pergunta Suresh Jagtap, e então se vira e desaparece em um campo de grandes canas-de-açúcar. Dentro, há um mundo manchado de verde. O agricultor de 65 anos afasta as folhas barulhentas, abrindo um caminho rápido para uma estrutura metálica fina que se ergue acima.
A família de Suresh cultiva na área há gerações – vegetais, frutas e, mais recentemente, cana-de-açúcar. Com o passar dos anos, as mudanças climáticas tornaram o tempo mais imprevisível e extremo, aumentando o risco de pragas e doenças. Recentemente, Suresh recorreu à IA para obter ajuda, auxiliado por cientistas do Fundo de Desenvolvimento Agrícola (ADT, em inglês) de Baramati, nas proximidades, e usando a tecnologia de IA da Microsoft.
A estrutura metálica alta é uma estação meteorológica. No topo, há medidores de vento, chuva, solar, temperatura e umidade. Na parte inferior, sensores no solo medem a umidade, pH e condutividade elétrica, bem como nutrientes como potássio e nitrogênio. Os dados são combinados com imagens de satélite e drones, bem como dados históricos, e analisados para gerar alertas diários simples via um aplicativo móvel: regar mais. Pulverizar fertilizante. Procurar pragas. Um mapa de satélite aponta exatamente onde cada ação é necessária.
O objetivo é fazer a coisa certa no momento certo para otimizar as condições de cultivo e reivindicar o prêmio máximo: uma colheita quando o teor de sacarose na cana estiver no seu pico.
Desde que plantou esta área de teste de um acre (cerca de 4.047 m²) em sua fazenda de quatro acres (cerca de 16.187 m²) há seis meses, Suresh e sua família seguem as orientações religiosamente. A colheita será apenas em novembro de 2025, mas eles já veem a diferença. “O crescimento está bom”, disse Jagtap. “As folhas estão mais verdes e a altura é mais uniforme.”
“Ver para crer”
A Índia é o maior produtor mundial de cana-de-açúcar, mas grande parte dela vem de pequenas fazendas como a de Suresh em Maharashtra e Uttar Pradesh, no norte. Para os pequenos agricultores, seca, inundações, pragas e doenças podem destruir colheitas inteiras e levar os agricultores ao endividamento e até ao suicídio.
O ADT Baramati foi criado na década de 1970 para ajudar os agricultores da região propensa a seca a adotar métodos modernos de cultivo. Hoje, possui uma força de campo ativa de extensão, e seus pesquisadores colaboram com instituições de todo o mundo. Seus agrônomos de campo introduziram os agricultores locais a irrigação por gotejamento, que usa muito menos água do que a inundação tradicional dos campos, cultivo sem solo, métodos modernos de enxertia e inseminação artificial com touros estrangeiros e vacas locais para aumentar a produção de leite.
Cerca de 1,6 milhão de agricultores locais são beneficiários do ADT Baramati. A organização hospeda um festival anual de agricultores chamado Krushik em seu campus de 150 acres (607 mil metros quadrados), onde novas técnicas são introduzidas, atraindo mais de 200 mil agricultores de toda a Índia.
“Ver para crer é a filosofia dos agricultores”, disse Pratap Pawar, curador do ADT Baramati.
Foi no festival de agricultores em janeiro de 2024 que o ADT Baramati revelou seu projeto de IA – cerca de uma dúzia de culturas, desde cana-de-açúcar até tomate e quiabo, todas cultivadas com insights aproveitados pela IA. Eles chamaram de “Fazenda do Futuro”.
A amostra de teste de cana-de-açúcar produziu talos mais altos e grossos – pesando 30 a 40 por cento mais na colheita – e rendendo 20 por cento mais sacarose. Ela exigiu menos água e fertilizante, e todo o ciclo da cultura foi mais curto – 12 em vez de 18 meses.
“Mostramos dados relacionados à água, dados climáticos, nutrientes, pH do solo”, disse o Dr. Yogesh Phatake, microbiologista que trabalha no projeto. “Recebemos uma resposta muito empolgante.”
Cerca de 20 mil agricultores se inscreveram. Destes, mil foram escolhidos para o primeiro teste, focado na cana-de-açúcar. Um grupo inicial de 200 começou a plantar em meados de 2024.
Obtendo insights a partir da IA
A tecnologia traz dados meteorológicos, do solo e outros de satélites, além de sensores agrícolas, para uma plataforma de dados da Microsoft chamada Azure Data Manager for Agriculture (anteriormente chamada FarmBeats), para que os agricultores possam ver exatamente o que está acontecendo em sua fazenda com alguns cliques.
O Project FarmVibes.ai, um projeto de pesquisa de código aberto da Microsoft Research, baseia-se no FarmBeats para analisar os dados, junto com dados históricos de culturas, para fornecer insights – cobrindo tudo, desde se as culturas estão recebendo água suficiente até se uma fazenda tem uma infestação de pragas, que tipo e como se livrar dela.
A IA generativa vai um passo além. O Microsoft Azure OpenAI Service transforma detalhes técnicos em ações diárias simples para o agricultor – fertilizar em áreas apontadas por dados de satélite, por exemplo, ou procurar pragas, tudo entregue por meio de um aplicativo móvel em inglês, hindi e as línguas locais marathi. Também cria um plano de ciclo de vida da cultura para os agricultores em linguagem simples, para que eles saibam exatamente o que fazer a seguir, eliminando as adivinhações na agricultura.
O aplicativo móvel é chamado Agripilot.ai, personalizado para ADT Baramati pelo parceiro da Microsoft Click2Cloud.
Fazenda do Futuro: Como funciona
Click2Cloud está sediada nos EUA e seus outros clientes incluem gigantes da agroindústria dos EUA, governos do Oriente Médio e empresas de plantação do sudeste asiático. O CEO Prashant Mishra cresceu perto de Nagpur, um distrito em Maharashtra que testemunhou um grande número de suicídios de agricultores.
“Estamos dando aos pequenos agricultores os dados, ferramentas e inteligência que oferecemos aos grandes”, disse Mishra. Além de Maharashtra, o Click2Cloud está trabalhando para implantar a solução com os governos estaduais de Chhattisgarh e Uttar Pradesh para várias culturas.
Ranveer Chandra, diretor de tecnologia de Agroalimentação na sede da Microsoft, que iniciou o projeto FarmBeats em 2015 e ajudou a lançar a “Fazenda do Futuro” de Baramati em 2024, passava férias quando criança na fazenda de seus avós em Bihar, no nordeste da Índia.
“No passado, os agricultores sofreram com a divisão digital”, disse Chandra. “Se não fizermos isso direito, teremos uma divisão de IA. Agricultores ricos ficam mais ricos, agricultores pobres ficam mais pobres.”
Alcançando o pico de sacarose
Em meados de 2024, cerca de 200 agricultores ao redor de Baramati plantaram parcelas de teste de aproximadamente um acre cada, cada um pagando uma taxa única de teste de solo e treinamento de 10 mil Rúpias Indianas (INR – cerca de R$ 698,68) ao ADT Baramati para fazer parte do teste. O Trust contribuiu com 75 mil INR (R$ 5.240) em hardware e outros custos por agricultor.
Suresh e seu filho, Tejas, 28, verificam seu aplicativo Agripilot.ai todos os dias para obter alertas. Tejas tem um diploma de graduação em agricultura e mora na fazenda da família com sua esposa. Os Jagtap notaram melhorias logo no início. Por exemplo, cada muda produzia 10 ou mais brotos – os brotos que se desenvolvem em talos – em comparação com cinco ou seis anteriormente.
Outra agricultora local, Seema Chavan, 54, plantou cana-de-açúcar em um acre e meio em agosto. Seus outros dois e meio acres ainda são cultivados da maneira convencional. Ela disse que costumava fertilizar em todos os lugares, fosse necessário ou não, e regava em todos os lugares, a ponto de degradar a qualidade do solo.
Agora, ela verifica sua fazenda pelo celular todos os dias.
Entrevistada no campus do ADT Baramati, ela rapidamente tocou em vários ícones no aplicativo Agripilot.ai, exibindo mapas de satélite de sua fazenda mostrando diferentes tons de verde – para indicar se há estresse na vegetação em alguma área. Dessa forma, ela pode irrigar, fertilizar ou pulverizar pesticidas apenas em áreas específicas, o que é melhor para a cana-de-açúcar e também para seu bolso.
Um alerta em 2 de dezembro sinalizou o risco de ferrugem marrom, uma doença das plantas, e recomendou a pulverização com fungicida. Um alerta de 15 de dezembro observou ervas daninhas e recomendou a capina. Chavan, que mora a pouco mais de 24 km de sua fazenda, liga os alertas para os trabalhadores quando ela não está lá pessoalmente.
Durante a estação chuvosa, ela recebeu alertas para não irrigar as plantações. Agricultores vizinhos aconselharam-na a irrigar de qualquer maneira. “Eu arrisquei”, disse ela, e desistiu. Suas canas-de-açúcar continuaram a prosperar.
O objetivo final é prever o melhor momento para a colheita, por volta de outubro de 2025. O aplicativo Agripilot.ai prevê o pico de açúcar com base em uma combinação de testes aleatórios na fazenda local, bem como dados históricos de outras fazendas e processadores de açúcar. Esse período de pico dura apenas 20 dias, disse Mishra da Click2Cloud, após o qual os níveis de açúcar começam a cair.
Historicamente, os agricultores são pagos pelo peso da cana-de-açúcar, mas o que as fábricas de açúcar mais se importam é com o teor de sacarose. Disse Mishra: “Ajudamos com todo o planejamento em torno disso.”
Os pesquisadores dizem que o aplicativo ficará mais preciso à medida que mais agricultores o usarem e a IA puder analisar melhor os padrões de dados. Por enquanto, agrônomos do ADT Baramati estão revisando os alertas gerados pela IA antes de serem enviados.
Nos últimos seis meses, entre 10% e 20% das recomendações foram editadas para precisão, disse Phatake. Quando este ciclo de cultivo terminar no final de 2025, ele disse, o sistema deve estar maduro o suficiente para exigir intervenção humana mínima.
A próxima disrupção
Se a IA pode ajudar a tornar a agricultura na Índia mais sustentável, talvez menos jovens se mudem para as grandes cidades. “A juventude será atraída para a agricultura”, disse Aditya Vilas Bhagat, 28, outro agricultor local que plantou uma porção de teste de cana-de-açúcar. “Estamos enfrentando esse problema.”
Bhagat tem bacharelado em ciências agrícolas e diploma de pós-graduação em gestão de negócios agrícolas e voltou para ajudar a supervisionar os 160 acres de cana-de-açúcar de sua família na aldeia vizinha de Korhale Bhudra. A IA é apenas a mais recente tecnologia que a fazenda adotou – depois de tubos de irrigação por gotejamento, painéis solares para energia e drones para pulverizar fertilizantes e pesticidas.
Para os defensores da IA na agricultura, este é apenas o começo.
“A Índia está pronta para essa próxima disrupção”, disse Chandra da Microsoft. “Pense na próxima onda além da Revolução Verde. Estamos à beira da próxima grande disrupção na agricultura com IA e dados. A Índia está no início, mas está pronta.”
Imagem principal: Suresh Jagtap, agricultor em Nimbut, Maharashtra, verifica a saúde de sua plantação de cana-de-açúcar via aplicativo móvel. Atrás dele, está uma estação meteorológica. Foto de Selvaprakash Lakshmanan para Microsoft.