Na África do Sul, há vários anos é permitido cultivar cânhamo (uma variedade de Cannabis sativa com baixo teor de THC psicoativo) para uso pessoal após mudanças na legislação. O interesse em seu potencial na medicina e na indústria, por exemplo, para produção de roupas, isolamento e papel, está crescendo, o que muitos veem como uma oportunidade para pequenos agricultores.
No entanto, o cânhamo requer água, e os recursos hídricos da África do Sul são limitados. O cultivo em larga escala de cânhamo pode levar à diminuição da disponibilidade de água em regiões já áridas.
Uma equipe de pesquisadores da Universidade KwaZulu-Natal e da Rhodes University, incluindo o recém-formado mestrando Gary Denton, utilizou drones e sensores terrestres para mapear o consumo de água do cânhamo na região de Midlands, KwaZulu-Natal. Os resultados obtidos representam as primeiras evidências mensuráveis do impacto do cânhamo nos recursos hídricos sul-africanos.
Compreender quanta água a cultura consome é fundamental em um cenário de escassez de água na África do Sul. A Lei Nacional da Água concede autoridade para regulamentar culturas se elas diminuírem significativamente a quantidade de água que chega aos rios e reservatórios, e essa lei já foi aplicada no setor de florestas comerciais. Sem informações confiáveis sobre o consumo de água, os formuladores de políticas não podem avaliar o impacto do cânhamo nos estoques de água ou tomar decisões informadas sobre sua gestão.
O estudo estabeleceu um nível de base de consumo de água do cânhamo. Essa informação ajudará os reguladores sul-africanos a avaliar o impacto desta cultura nos recursos hídricos.
À medida que o cânhamo cresce, as plantas absorvem água do solo e liberam vapor d'água através das folhas (transpiração). Para medir o consumo de água, uma torre foi instalada no meio do campo com sensores que registraram continuamente o vapor d'água liberado pelo cânhamo e a velocidade do vento. Isso permitiu calcular o consumo diário de água pela cultura sem perturbar o estado das plantas.
Embora outros estudos tenham avaliado o consumo de água do cânhamo usando imagens de satélite ou medindo o movimento de água dentro das plantas, este estudo foi o primeiro a aplicar este método de alta precisão ao cânhamo.
Em seguida, drones equipados com câmeras termográficas e infravermelhas voaram sobre o campo. Plantas saudáveis com água suficiente têm folhas mais frias, pois liberam mais vapor d'água. Plantas com estresse hídrico têm folhas mais quentes devido à menor liberação de vapor. Ao medir a temperatura das folhas com câmeras termográficas e infravermelhas no drone, foi possível estimar quanta água a cultura consome.
Posteriormente, um modelo computacional chamado QWaterModel foi usado para converter as imagens dos drones em mapas que exibiam o uso da água. O estudo foi realizado em uma fazenda comercial perto de Pietermaritzburg, onde os topos das plantas foram removidos para estimular a floração e os machos foram removidos para prevenir a polinização das fêmeas. A polinização reduz a quantidade e a qualidade dos botões medicinais, mas não afeta o consumo de água do cânhamo.
Os pesquisadores descobriram que a colheita de cânhamo consumiu o equivalente a 377 mm de água durante seu período vegetativo de quatro meses. Em média, a área ocupada por cada planta consumiu cerca de 28 litros de água por dia, embora esse número também considerasse a água usada por ervas daninhas vizinhas e perdas por evaporação do solo.
Considerando que o plátano jovem (eucalipto), conhecido por alto consumo de água, usa de 30 a 50 litros por dia, o cânhamo é comparável a outras plantas grandes e sedentas.
O grupo de pesquisa analisou não apenas um conjunto de dados. Eles também monitoraram:
- temperatura, vento e luz solar
- chuva: caíram 452 mm de precipitação durante a estação
- umidade do solo: quantidade de água retida na zona radicular
- irrigação: quantidade adicional de água adicionada através de sistema de irrigação por gotejamento.
Essas medições ajudaram a entender os fatores que influenciam o consumo de água da cultura e permitirão comparar os resultados de parcelas com diferentes condições climáticas em futuras pesquisas.
O estudo chegou a várias conclusões importantes para o futuro manejo da cultura:
- Diferentes áreas do campo consumiram quantidades diferentes de água, pois a forma do terreno afeta a profundidade do solo, sua capacidade de reter água e o quão bem as plantas crescem. Mapas de drones podem ajudar os agricultores a identificar zonas de estresse hídrico e irrigar essas áreas de forma mais eficiente.
- Uma parte significativa da água foi consumida por ervas daninhas que cresciam entre as fileiras, e não pelas próprias plantas de cânhamo.
- O modelo QWaterModel mostrou-se útil para visualizar os locais de consumo de água, mas superestimou o consumo total de água em comparação com o medido. Isso provavelmente está relacionado à perda de água do solo nu e das ervas daninhas.
Este estudo é o primeiro a medir o consumo de água de uma cultura que pode se tornar amplamente difundida. Compreender o volume de água consumido pelo cânhamo em KwaZulu-Natal permite prever seu consumo em outras partes da África do Sul, o que é necessário para desenvolver planos de gestão de recursos hídricos aprimorados.
A criação e expansão de plantações de cânhamo em áreas com escassez de água só são possíveis com base em conhecimento científico confiável. Os autores consideram seu estudo um passo inicial vital e instam os produtores de cânhamo e tomadores de decisão a aprofundar a compreensão de como o cultivo de cânhamo afeta diretamente os estoques de água. Também é enfatizada a importância de minimizar o crescimento de ervas daninhas entre as fileiras de cânhamo.
O trabalho utilizou tecnologias avançadas de drones, câmeras especializadas e sensores terrestres caros. Para pequenos ou agricultores familiares, a aquisição desse equipamento será difícil. No entanto, isso oferece uma visão do futuro da agricultura de precisão — uma abordagem agrícola baseada em tecnologia que utiliza GPS, sensores e dados para fornecer às culturas a quantidade necessária de recursos em diferentes partes do campo.
À medida que essa tecnologia se torna mais acessível e os modelos melhoram, a agricultura de precisão por drones pode se tornar um padrão para a agricultura em um clima em mudança. O projeto foi financiado pela Comissão de Pesquisa Hídrica.
