Pré Proojeto TCC, Monitoramento automatico do Bicudo do Algodoeiro.

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UNIVERSIDADE DO ESTADO DE MATO GROSSO
CAMPUS UNIVERSITÁRIO DE ALTA FLORESTA
FACULDADE DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS E AGRÁRIAS
CURSO DE AGRONOMIA
DESENVOLVIMENTO DE MONITORAMENTO AUTOMÁTICO DO BICUDO DO ALGODOEIRO (ANTHONOMUS GRANDI)
ERIC FELIPE KUFFEL
Alta Floresta
2019
ERIC FELIPE KUFFEL
Desenvolvimento de monitoramento automático do Bicudo do algodoeiro (Anthonomus grandi)
Pré-projeto apresentado à Universidade do Estado de Mato Grosso como requisito da disciplina de Trabalho de Conclusão de Curso I.
Orientador:
Prof. Dr. Fulano de Tal
Alta Floresta
2019
RESUMO
O algodão é um produto de grande importância para o Brasil. É utilizado para fazer uma série de produtos têxteis, tendas, fabricação de explosivos, papel, óleo de semente de algodão, o qual, depois da refinação, pode ser consumido por seres humanos como qualquer outro óleo vegetal. Além de ser usado na alimentação animal. Os insetos são tratados com grande seriedade por quem cultiva o algodão, se as medidas de controle não forem tomadas à produção poderá sofrer prejuízos irreparáveis, que não são desejados devido aos altos investimentos que esta cultura exige do produtor, portanto, riscos desnecessários são evitados com medidas técnicas, rápidas eficientes para redução de perdas na produtividade, visto que, o cultivo do algodão em grandes ares só é rentável com elevadas produtividades por unidade de área e, para isso, os insetos praga na cultura recebem tratamento especial.
O bicudo do algodoeiro é umas das principais pragas do algodão, para evitar o monitoramento costante da área é indicado. Com o monitoramento através de sensores, este trabalho pode se tornar reduzido, e mais preciso. Este trabalho tem com o objetivo de desenvolver e testar um sensor capaz de quantificar automaticamente machos adultos capturados em armadilha de feromônio.
Palavras-chave: Algodão, Fibra, Inseto, Sensor.
1 INTRODUÇÃO
O algodão é um produto de grande importância para o Brasil. Além de ser a mais importante fonte natural de fibras, garante ao país em um lugar privilegiado no cenário internacional. É utilizado para fazer uma série de produtos têxteis, tendas, fabricação de explosivos, papel, a semente de algodão que se mantém após o descaroçamento é usada para produzir o óleo de semente de algodão, o qual, depois da refinação, pode ser consumido por seres humanos como qualquer outro óleo vegetal. Além de ser usado na alimentação animal. (BAFFES, 2017).
Os insetos são tratados com grande seriedade por quem cultiva o algodão, se as medidas de controle não forem tomadas à produção poderá sofrer prejuízos irreparáveis, que não são desejados devido aos altos investimentos que esta cultura exige do produtor, portanto, riscos desnecessários são evitados com medidas técnicas, rápidas eficientes para redução de perdas na produtividade, visto que, o cultivo do algodão em grandes ares só é rentável com elevadas produtividades por unidade de área e, para isso, os insetos praga na cultura recebem tratamento especial pelo produtor com monitoramentos constantes e controle eficiente dos mesmos.
Entre os insetos que prejudicam o desenvolvimento da planta do algodão está o bicudo do algodoeiro (Anthononus grandis), besouro da família dos curculionídeos, coloração cinzenta ou castanha e mandíbulas afiadas, utilizadas para perfurar o botão floral e a maçã dos algodoeiros. Sem manejo adequado tal praga pode acabar de 75% a 100% da lavoura.
Para fazer o monitoramento deste inseto, pelo menos uma pessoa deve estar todas semanas dentro da lavoura, para observar a quantidade de insetos presente, e caso seja necessário efetuar o controle. Com o monitoramento através de sensores, este trabalho pode se tornar reduzido, e mais preciso. 
2 OBETIVOS GERAIS E ESPECÍFICOS
Objetivo Geral: Desenvolver e testar um sensor capaz de quantificar automaticamente machos adultos capturados em armadilha de feromônio.
Objetivos Específicos: Desenvolver um sensor de presença para contagem automática do bicudo do algodoeiro, desenvolver um software para receber e processar os dados obtidos pelos sensores instalados nas armadilhas, emitir alertas da necessidade de ser adotadas medidas de controle.
3 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
3.1 Importância do Algodão
O algodão é uma das principais cultura do Brasil, estando entre as dez culturas mais cultivadas do país (RIBEIRO, 2007). Uma cultura que favorece grande lucratividade, o que favorece o aumento da área plantada. No cenário mundial, o algodão é cultivado por 81 países, tendo como seus maiores produtores, India, Estados Unidos, China, Paquistão, Uzbequistão e Brasil respectivamente (ABRAPA, 2019). Uma fibra têxtil natural, que se caracteriza por ser uma celulose na sua forma quase pura (CAVALHO 1996 aput SILVA et al 2011).
Em todo o mundo, o algodão é cultivado principalmente para a produção de fibra. Utilizado globalmente e valorizado pela fabricação de tecidos, vestuário e produtos relacionados. A fibra é obtida do algodão de semente após um processo chamado descaroçamento durante o qual a fibra e a semente de algodão são separadas mecanicamente. O valor da fibra obtida de uma tonelada de algodão é cerca de 3 a 4 vezes maior que o valor combinado de óleo e torta derivado do processamento de semente (KABISSA, 2016), apesar das sementes de algodão serem responsáveis por até 65% do peso do algodão colhido. Por esse motivo, as sementes de algodão tendem a ser mais bem vistas como um subproduto do processo de descaroçamento (KABISSA, 2016). 
De subprodutos derivados do algodão pode se obter a torta de algodão, que pode ser utilizada para alimentação animal, produção de energia e como fertilizante, enquanto o óleo pode ser utilizado para consumo humano, fabricação de produtos farmacêuticos, plásticos e produção de sabão. E as fibras da pluma fora dos padrões especificados podem ser aproveitadas na fabricação de plástico, fios e materiais de enchimento (BAFFES, 2017).
3.2 Botânica do Algodoeiro.
O algodoeiro tem ciclo anual ou perene, de porte herbáceo, arbustivo ou arbóreo (LAWS, 2013), é uma dicotiledônea e seu crescimento é indeterminado com altura variando entre 0,6 a 1 metro, caule pouco ramificado contendo ramos frutíferos e vegetativos, flores completas, folhas sem bainha, com duas estípulas, brácteas que promovem proteção extra, podendo possuir nectários interna ou externamente à sua base (BORÉM & FREIRE, 2014). Sendo assim, o crescimento vegetativo e o aparecimento de gemas reprodutivas, bem como o florescimento, crescimento e maturação dos frutos ocorrem de maneira simultânea (ROSOLEM, 2007).
Os ramos são vegetativos e reprodutivos, onde os vegetativos crescem retos e eretos da mesma forma que o caule, graças à característica de possuírem apenas um meristema, já os ramos reprodutivos possuem muitos meristemas, que caracterizam o desenvolvimento em forma espiralada da parte de baixo para a parte apical das plantas. O crescimento inicial do ramo reprodutivo é encerrado no momento da formação de uma estrutura reprodutiva e, entretanto, é retomado mediante o surgimento de novo ponto de crescimento denominado meristema axilar. O meristema axilar localiza-se na base da folha que é 6 perpendiculares ao botão floral. Os ramos reprodutivos geralmente surgem a partir do 6º nó da haste principal. A grande maioria dos ramos produzidos são reprodutivos, mas este padrão pode ser modificado por fatores ambientais, como baixa densidade populacional, pressão de insetos, doenças e fertilização (RITCHIE et al., 2007).
A cultura desenvolve-se bem em temperaturas que variam entre 18 a 30ºC, sendo as favoráveis ao florescimento e formação dos capulhos as que se situam entre 25 e 30ºC.A precipitação necessária durante o desenvolvimento é de 700 a 1.300 mm e a grande exigência (50% a 60%) ocorre no período de floração e formação dos capulhos (LAZZAROTTO; ARANTES; LAMAS, 1998)
A cultura requer de 110-180 dias desta sua geminação a sua colheita, os dias variam, pois, depende se a cultivartem ciclo precoce ou tardio, latitude e da época do ano em que é cultivada. Estes dois últimos fatores podem acelerar ou atrasar o ciclo de crescimento da cultura em virtude do acúmulo de graus dias sob maiores e menores latitudes e mediante cultivo em diferentes épocas do ano, com desdobramentos em relação ao tempo requerido para iniciação floral e para completar o ciclo de desenvolvimento (ANTONINI et al. ,2011).
3.3 Uso de sensores na agricultura.
Na detecção de pragas e doenças, aliada ao monitoramento climático, pode-se prevenir nas plantações o aparecimento de diversas pragas e doenças, que se proliferam devido a condições favoráveis do clima e do solo (SANTOS et al 2010). O controle por meio de sensores pode auxiliar na detecção correta do ponto de infestação e assim potencializar o uso dos defensivos agrícolas ou praguicidas e preservar o meio ambiente, por meio da sua aplicação em quantidade adequada e variada, de acordo com as áreas infestadas. Em função das suas principais culturas, o MT tem como principais pragas a lagarta-da-soja, a broca, o percevejo, o pulgão, o bicudo, os ácaros e diversos tipos de fungos específicos a cada cultura. Nem todos esses tipos de pragas podem ser prevenidos pela avaliação das condições do clima e do solo. Como alternativa há a análise por meio de sensores ópticos. Entretanto, esse tipo de detecção ainda apresenta deficiências, mas é uma estratégia em desenvolvimento e promissora (ADAMCHUK, 2004).
3.4 Bicudo do algodoeiro. (Anthonomus grandis)
O principal fator que interfere na produção da cultura de algodão é ser suscetível ao ataque de inúmeras pragas artrópodes, dentre as espécies de maior importância está o bicudo-do-algodoeiro (Anthonomus grandis), (SANTOS, 2019). Conforme Oliveira et al, 2013 este inseto causa perdas de 51 a 74 milhões de dólares por ano no Brasil, isto sem contar os gastos com controle químico, além de ocasionar percas de 70% na lavoura.
Indícios apontam que o centro de origem do bicudo são as regiões tropicais da Mesoamérica (México e América Central), e se espalhou para outros países da América e para os Estados Unidos causando perdas significativas aos cultivos de algodão (ROEHRDANZ, 2001; JEGER et al., 2017), sendo uma praga de ocorrência restrita às Américas (JEGER et al., 2017 apud SANTOS, 2019). Na América do Sul, a praga foi reportada inicialmente na Venezuela em 1949 e desde então se dispersou em direção ao sul para o Brasil, Paraguai, Argentina, Colômbia e Peru (ALVARADO et al., 2017). Os primeiros registros de ocorrência no Brasil datam de 1983, na região de Campinas, estado de São Paulo (BARBOSA; BRAGA SOBRINHO; CAMPANHOLA, 1986) e, desde então, sua disseminação ocorreu para outras regiões do país.
Estudos de divergência genética no Brasil, apontam seis espécies de A. grandis presentes em áreas de Cerrado de cultivo intensivo, e em pequenas áreas do semi
-arrido, e que entre elas há polimorfismo entre as populações e diferenciação genética, possibilitando separar as populações provenientes das áreas sob cultivo intensivo e de pequena escala (MARTINS;AYRES; LUCENA, 2007). Isso mostra uma problemática para o controle do inseto, por possíveis variações na resposta ao feromônio de agregação e sexual, bem como falhas de controle devido à resistência a inseticidas em populações distintas.
O Bicudo do algodoeiro (Anthonomus grandis) é classificado na ordem Coleoptera e família Curculionidae, pode ser diferenciado das espécies de mesma família a partir de um par de espinhos localizado no fêmur da perna anterior (GONDIM et al., 1999). Seu tamanho pode variar de 4 a 9 mm, isto na fase adulta, coloração cinza-amarronzada a quase preta ou vermelha-amarronzada; apresenta um rostro de cerca de 3 mm de comprimento e arredondado, corpo oval alongado e antenas mais claras que o corpo (JEGER et al., 2017).
Tal inseto é holometabólico, ou seja, possui completo desenvolvimento, com quatro estágios, ovo, larva, pupa e adulto. Seus ovos possuem formato elíptico e coloração branco brilhante medindo aproximadamente 0,8 mm de comprimento por 0,5 mm de largura, nessa fase o inseto tem de 3 a 5 dias de incubação. As larvas são brancas e ápodas e apresentam cabeça marrom-clara, comprimento entre 5 a 10 mm são mais largas nos segmentos abdominais médios, esse estágio larval tem duração aproximada de 7 a 12 dias. A pupa é branca e possui comprimento variável entre 6,7-7,4 mm e com tempo de desenvolvimento de 3 a 5 dias até chegarem a fase adulta onde podem viver de 20 a 40 dias, podendo assim existir até sete gerações por safra dependendo das climáticas (JEGER et al., 2017).
O algodoeiro fica suscetível ao ataque deste inseto entre 50 a 90 dias após seu plantio, ou seja, quando começa a brotação variando conforme a espécie e os recursos oferecidos a planta (SILVIE et al., 2001).
Os adultos migrantes de Bicudo do algodoeiro podem viajar até 740 km, mesmo voando em baixa frequência, toda essa distância para encontrar algodão disponível (SANTOS, 2019). O algodoeiro fica suscetível ao ataque deste inseto entre 50 a 90 dias após seu plantio, ou seja, quando começa a brotação variando conforme a espécie e os recursos oferecidos a planta (SILVIE et al., 2001).
Conforme Showler, 2004, as estruturas reprodutivas (botões e maçãs novas) que são preferencialmente atacadas por esse inseto, o ataque resulta em uma grande taxa de abscisão dessas estruturas ocasionada, em grande parte, devido às enzimas presentes na saliva do inseto, mas também pelos danos mecânicos causados às estruturas reprodutivas (SANTOS et al., 2003). Silva et al. (2015) observaram que entre a infestação e a abscisão dos botões florais atacados são requeridos de 7 a 9 dias e que após a queda os adultos emergem em 12-13 dias.
Ao chegar em um cultivo de algodão, o bicudo do algodoeiro começa a se alimentar da folhagem da planta, apesar da dieta a base de folhas não proporcionar a produção de ovos. Quando os machos do bicudo-do-algodoeiro começam a se alimentar dos botões florais, a emissão do seu feromônio de agregação aumenta, intensificando a atração e agregação de machos e de fêmeas na área. Uma vez atraídas, as fêmeas passam a se alimentar das estruturas reprodutivas por 3 a 7 dias e, após o acasalamento, iniciam a oviposição em cerca de 20 minutos a uma taxa de um ovo por hora no período de duração da luz (SHOWLER, 2004)
Os ovos são depositados isoladamente, nos botões florais, apesar de sob altas densidades populacionais e na ausência de botões florais em número suficiente, ocorrer deposição de mais de um ovo por botão floral. A medida que o ciclo de desenvolvimento fenológico das plantas avança, as fêmeas passam a ovipositar também nas maçãs (SHOWLER, 2004; JEGER et al., 2017). Após a oviposição nos botões florais, as brácteas tornam-se amareladas e os botões caem; flores atacadas ficam com o aspecto de “balão”, devido à falta de abertura das pétalas (GONDIM et al., 1999); já as maçãs atacadas podem cair no solo ou permanecerem na planta apresentando, posteriormente, deformações ou abrindo irregularmente formando estruturas conhecidas como carimãs (BASTOS et al., 2005).
As condições favoráveis ao aumento populacional do bicudo-do-algodoeiro incluem plantios que ocorrem fora do calendário recomendado, a não destruição das
 soqueiras (RIBEIRO et al., 2015), a implantação de cultivos contínuos de algodão e a presença de refúgio próximo à lavoura (MIRANDA, 2004) e influência da temperatura e do fotoperíodo em seu desenvolvimento reprodutivo, sobrevivência e ataque, com inibições do desenvolvimento reprodutivo em condições não favoráveis (SANTOS, 2019).
4 MATERIAL E MÉTODOS
Este trabalho será conduzido no laboratório de entomologia da Unemat ( Universidade do Estado de Mato Grosso) campus de Alta Floresta MT, sob as coordenadas geográficas 9°53’52.48’’S, 56°05’39.35’’O com altitude média de 287m onde será testado sensores e armadilhas, e então finalizado em alguma fazenda produtora de algodão, ainda não definida, visando o que verdadeiramente acontece no campo. 
As armadilhasprojetadas vão conter feromônio do bicudo do algodoeiro (Anthonomus grandi), visando a entrada apenas deste inseto, que após sua entrada será contabilizado através de sensores de movimento, e software receberá as informações que será enviado através de antenas, este software além de receber a quantidade de insetos que entraram na armadilha, emitirá um alerta quando for viável o controle do Anthonomus grandi.
Este experimento será levado a campo em Fevereiro de 2020, quando a cultura do algodoeiro está implantada e quando pode haver o ataque do Anthonomus grandi, as armadilhas/sensores serão instalados em uma torre metálica na altura de 1 metro, juntamente com uma antena para enviar os dados e uma placa de energia solar , para manter a parte elétrica ligada, será montando 5 armadilhas e espalhadas em 5 talhões, depois será observado se na armadilha contém apenas Anthonomus grandi e se a quantidade na armadilha bate com quantidade totalizada no sistema.
5 RESULTADOS ESPERADOS
	Esperasse que o sensor desenvolvido contabilize a entrada de bicudos do algodoeiro na armadilha desenvolvida, e que o software envie a quantidade para o computador matriz. Alguns problemas podem ocorrer decorrente ao clima, ou época de plantio, caso não tenha contagem de bicudos do algodoeiro pelos sensores, há a possibilidade de não ter o ataque do inseto na área ou falha no sistema. 
6 CRONOGRAMA DE ATIVIDADES
	
	2019/2
	2020/1
	2020/2
	Atividade
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	S
	O
	N
	D
	J
	F
	M
	A
	M
	J
	J
	A
	S
	O
	N
	D
	Revisão Bibliográfica
	
	
	X
	X
	X
	
	X
	X
	X
	X
	X
	
	X
	X
	X
	
	
	Reunião com orientador
	
	X
	X
	X
	
	
	X
	X
	X
	X
	X
	
	X
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	X
	
	
	Adquirir materiais 
	
	
	X
	
	
	
	
	X
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	Criação da Armadilha
	
	
	
	X
	X
	X
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	Criação do software
	
	
	
	X
	X
	X
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	Instalação das armadilhas no campo
	
	
	
	
	
	
	X
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	Coleta de dados 
	
	
	
	
	
	
	X
	X
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	Discussão de dados
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	X
	X
	X
	
	
	
	
	
	Defesa do TCC 
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	X
	
7 ORÇAMENTO DO PRÉ-PROJETO
	Descrição
	Unidades
	Valor
	Impressão de formulários 
	20u.
	R$10,00
	Torre metálica 
	5u.
	R$ 1000,00
	Armadilhas 
	5u.
	R$ 150,00
	Sensores 
	5u.
	R$ 0,00
	Antenas 
	6u.
	R$ 1250,00
	Placa de energia solar
	5u.
	R$ 1000,00
	Total R$3410,00
REFERÊNCIAS
.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DOS PRODUTORES DE ALGODÃO (ABRAPA).
Algodão no mundo. Disponível em: www.abrapa.com.br/Paginas/dados/algodaono-mundo.aspx. Acesso em: 08 de janeiro de 2019.
BAFFES, J. Markets for cotton by-products: global trends and implications for
African cotton producers. Disponível em: http://econ.worldbank.org. Acesso em: 09
de novembro de 2019.
JEGER, M. et al. Pest categorisation of Anthonomus grandis. European Food SafetyAuthority Journal, v.15, p.50-74, 2017
KABISSA, JOE CB. Cotton and its by-products in the United Republic of Tanzania. CONFERÊNCIA DAS NAÇÕES UNIDAS SOBRE COMÉRCIO E DESENVOLVIMENTO (UNCTAD), 2016.
LAWS, B. 50 plantas que mudaram o rumo da história. Rio de Janeiro: Sextante,
2013. 224 p
MIRANDA, J. E.; SUASSUNA, N. D. Guia de identificação e controle das principais
pragas e doenças do algodoeiro. Campina Grande: Embrapa Algodão, 2004, 48p.
(Embrapa Algodão. Circular técnica, 76
RIBEIRO, E. B. et al. Métodos de destruição de restos de cultura do algodoeiro e
sobrevivência do bicudo. Pesquisa Agropecuária Brasileira, v.50, p.993-998,
2015.
ROSOLEM, C. A. Crescimento do algodoeiro. In: Implantação da Lavoura de Algodão (Manual de Boas Práticas). Primavera do Leste: Associação Matogrossense dos Produtores de Algodão (AMPA)-Instituto Mato-grossense dos
Produtores de Algodão (IMAmt), 2012. p.84-89
SANTOS, Patrícia de Jesus dos. Época de plantio do algodoeiro e sua relação com a intensidade de ataque do bicudo-do-algodoeiro. 2019.
SANTOS, IVAIRTON M., MARA A. DOTA, e CARLOS E. CUGNASCA. "Visão Geral da Aplicabilidade de Redes de Sensores Sem Fio no Monitoramento Agrícola no estado de Mato Grosso." Anais do Congresso Brasileiro de Agricultura de Precisão–ConBAP. 2010.
SHOWLER, A. T. Influence of cotton fruit stages as food sources on boll weevil (Coleoptera: Curculionidae) fecundity and oviposition. Journal of Economic Entomology, v.97, p.1330- 1334, 2004.
, 
Eu, nome do orientador(a), RG: __________________ Órgão Expedidor: _________. Li e estou de acordo com o início proposto neste trabalho escrito pela orientado(a) ______________________________________________________________________
_____________________________________________
Assinatura do Orientador
0
 
 
UNIVERSIDADE DO ESTADO DE MATO GROSSO
 
CAMPUS UNIVERSITÁRIO DE ALTA FLORESTA
 
FACULDADE DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS E AGRÁRIAS
 
CURSO DE AGRONOMIA
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
DESENVOLVIMENTO DE MONITORAMENTO AUTOMÁTICO DO 
BICUDO DO ALGODOEIRO (
ANTHONOMUS GRANDI
)
 
 
 
 
 
 
 
ERIC 
FELIPE KUFFEL
 
 
 
 
 
Alta Floresta
 
201
9
 
0 
 
UNIVERSIDADE DO ESTADO DE MATO GROSSO 
CAMPUS UNIVERSITÁRIO DE ALTA FLORESTA 
FACULDADE DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS E AGRÁRIAS 
CURSO DE AGRONOMIA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
DESENVOLVIMENTO DE MONITORAMENTO AUTOMÁTICO DO 
BICUDO DO ALGODOEIRO (ANTHONOMUS GRANDI) 
 
 
 
 
 
 
ERIC FELIPE KUFFEL 
 
 
 
 
Alta Floresta 
2019