Tecnologia da Informação Aplicada à Fitopatologia

Autores 

Marcelo Giovanetti Canteri
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Vínculo: Universidade Estadual de Ponta Grossa, Dep. de Informática.
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Éder Antônio Giglioti
Email: eder@dbv.cca.ufscar.br
Vínculo: Universidade Federal de São Carlos (FAI), Dep. Biotecnologia Vegetal
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Jorim Sousa das Virgens Filho
Email: sousalima@convoy.com.br
Vínculo: Universidade Estadual de Ponta Grossa, Dep. de Informática.
Endereço: Av. Gal. Carlos Cavalcante, 4748, CEP: 84030-000, Ponta Grossa, PR
Telefone: (0xx42)220-3097, Fax: (0xx42)220-3342

Maria Salete Marcon Gomes Vaz
Email: salete@uepg.br
Vínculo: Universidade Estadual de Ponta Grossa, Dep. de Informática.
Endereço: Av. Gal. Carlos Cavalcante, 4748, CEP: 84030-000, Ponta Grossa, PR
Telefone: (0xx42)220-3097, Fax: (0xx42)220-3342

Dierone César Foltran Júnior
Email: foltran@convoy.com.br
Vínculo: Universidade Estadual de Ponta Grossa, Dep. de Informática.
Endereço: Av. Gal. Carlos Cavalcante, 4748, CEP: 84030-000, Ponta Grossa, PR
Telefone: (0xx42)220-3097, Fax: (0xx42)220-3342

José Carlos Ferreira da Rocha
Email: jrocha@convoy.com.br
Vínculo: Universidade Estadual de Ponta Grossa, Dep. de Informática.
Endereço: Av. Gal. Carlos Cavalcante, 4748, CEP: 84030-000, Ponta Grossa, PR
Telefone: (0xx42)220-3097, Fax: (0xx42)220-3342

Resumo

O Laboratório de Tecnologia da Informação Aplicada ao Agronegócio e Ciências Ambientais (InfoAgro), da Universidade Estadual de Ponta Grossa tem como uma das principais linhas de pesquisa o desenvolvimento de softwares aplicados à Fitopatologia. Observa-se um incremento na produção de materiais relacionando a tecnologia da informação à fitopatologia e sente-se a necessidade de se definir linhas mestras para a pesquisa nesta área. O InfoAgro, sempre buscando parcerias com empresas e instituições públicas, já desenvolveu software para: treinamento e seleção de avaliadores de severidade de doenças em cana-de-açúcar e milho; auxílio na análise de progresso de epidemias; modelagem e simulação de epidemias. Atualmente o InfoAgro está trabalhando em parceria com a Universidade Federal de São Carlos, no desenvolvimento de sistemas especialistas, base de dados para doenças da cana-de-açúcar e software hipermídia, atualizáveis via internet ( http://www.uepg.br/~deinfo/infoagro ). Este artigo objetiva apresentar a real situação em que se encontra a aplicação da informática na fitopatologia e expor as principais linhas de atuação da pesquisa nesta área no Brasil.

Abstract

The main research area of Laboratory of Information Technology applied to Agribusiness and Environmental Sciences (InfoAgro) of "Universidade Estadual de Ponta Grossa" is development of software to plant pathology. Nowadays, the scientific production in information technology related to plant pathology is improving in scientific community, and it is necessary to define the main application areas in this theme. The InfoAgro always look for partners in other publics and private institutions, and already developed software to select and train severity raters in sugar cane and corn disease, software to analyze epidemics progress and software to model and simulate epidemics. Presently, the InfoAgro is working together with "Universidade Federal de São Carlos" to develop expert systems, database and multimedia software to sugar cane diseases, updated by internet ( http://www.uepg.br/~deinfo/infoagro ). This paper presents the real state knowledge of information technology applied to plant pathology in Brazil and list the main research areas in this topic.

Palavras chaves

Fitopatologia; software de treinamento; modelos de simulação; sistemas especialistas; doenças de plantas.

1. INTRODUÇÃO

A fitopatologia, bem como as demais áreas do conhecimento agronômico, acompanha as transformações do avanço tecnológico. Até meados da última década, a maioria dos trabalhos que relacionavam fitopatologia à tecnologia da informação tratavam do desenvolvimento de software, principalmente na área de simulação e modelagem. Atualmente, a relação entre a fitopatologia e a tecnologia da informação é mais complexa e além da produção de software, conta com a disseminação de informações via rede, entre outras aplicações. Neste trabalho serão abordadas as áreas de aplicação da tecnologia da informação na fitopatologia.

2. HISTÓRICO

Em meados da década de 80, Teng & Rouse (1984) listaram as aplicações da tecnologia da informação na fitopatologia. Até então, podia-se usar os computadores para análise de dados e elaboração de gráficos, simulação e modelagem, coleta e armazenamento de dados, processamento de textos e disseminação de informações. Nesta época a tecnologia da informação podia ser resumida simplesmente pela palavra computador e ainda se falava em linguagem FORTRAN, processador de texto Wordstar e planilha Visicalc. A disseminação de informações, citada pelos autores, referia-se apenas ao correio eletrônico, que estava em fase de propagação no meio científico. Os autores também listaram as áreas da fitopatologia que se desenvolveram com o advento da tecnologia da informação. Assim, em função desta nova tecnologia surgiram equipamentos para monitoramento ambiental, armazenamento de dados de campo, modelagem, sistemas de manejo de dados e sistemas de entrega de informações.

Atualmente, o poder dos computadores aliados à comunicação digital está apenas começando a demonstrar seu potencial. Existem aplicações muito além daquelas listadas por Teng & Rouse (1984). Está ocorrendo uma transformação. De simples máquinas não inteligentes, os computadores estão sendo utilizados para aplicações mais avançadas, como sistemas especialistas e também como aliados na disseminação de informações, via "world wide web" (WWW). Em revisões sobre trabalhos publicados em periódicos e congressos nacionais e internacionais, as principais áreas de publicação são: software de treinamento; sistemas especialistas; automação, controle e automatização; sistemas de informações geográficas; processamento de imagens; modelos de simulação e previsão; uso e aplicações da internet.

3. ÁREAS DE APLICAÇÃO

De uma maneira geral, a tecnologia da informação tem três aplicações básicas: computação, processamento de informações e comunicação. A computação está associada a realização de cálculos complexos. A área da fitopatologia que se utiliza desta aplicação são os modelos de simulação, principalmente para estudos de epidemias. Dentro do processamento de informações pode-se encaixar os demais tipos de sistemas que necessitem trabalhar com informações armazenadas, tais como imagens, dados numéricos e textos. A mais recente aplicação da tecnologia da informação é a comunicação, intimamente ligada à internet, que na fitopatologia pode ser utilizada para distribuição de informações e consultas remotas. Uma classificação sugerida por Scott (1998) indica que a tecnologia da informação pode ser aplicada na fitopatologia para: Organizar fatos para produzir informações; Interpretar informações para produzir conhecimento; Usar conhecimento para apoio no processo de tomada de decisão; Usar conhecimento para fazer previsões; Transmitir o conhecimento com função de educação e treinamento; Armazenar e disseminar informações.

Organizar fatos para produzir informações

O uso da tecnologia de banco de dados para selecionar e organizar o que se deseja de uma grande quantidade de dados bibliográficos foi uma das primeiras e permanece como uma das mais poderosas aplicações da tecnologia da informação na fitopatologia. Revisões bibliográficas tornaram-se simples de serem realizadas com a digitalização de textos. As principais bibliotecas da área agronômica do Brasil possuem sistemas de busca de dados informatizados. Um exemplo é a base de dados PERI da USP ( http://dibd.esalq.usp.br ).

O manejo de dados também facilita a consulta de sinônimos de nomes de patógenos e de meios de cultura para microrganismos. Outro exemplo desta aplicação é a base de dados "Compendium dos fungos fitopatogênicos não relatados no Brasil", produzido pelo Cenargen (EMBRAPA).

A mais recente atividade nesta área é a associação com a biologia molecular para armazenamento e manipulação de base de dados de seqüência de nucleotídeos, como nas pesquisas sobre o código genético da bactéria Xylella fastidiosa, sendo executada no Brasil com o apoio da FAPESP ( http://www.fapesp.br ).

Interpretar informações para produzir conhecimento

Dentro desta aplicação pode-se inserir os sistemas de informações taxonômicas para viroses e outros microrganismos. No Brasil, o Cenargen (EMBRAPA) vem desenvolvendo o "Software de apoio para identificação de espécies de fusarium".

Sistemas de informações geográficas (GIS) merecem destaque por seu potencial de aplicação. Num GIS, a informação digital é apresentada na forma de mapas onde camadas de informações são sobrepostas. Assim, pode-se mapear a distribuição de um patógeno em função do tempo ou em função de dados climáticos.

A combinação de textos, imagens e sons é responsável por outra área de aplicação, a Multimídia. Um exemplo é o software distribuído em CD-ROM "Doenças em Cereais de Inverno", desenvolvido pelos pesquisadores do Centro Nacional de Pesquisa do Trigo, da EMBRAPA.

Usar conhecimento para apoio no processo de tomada de decisão

Software para diagnóstico de doenças que utilizam chaves dicotômicas e sistemas especialistas são os principais representantes deste grupo de aplicações. O TOMEX-UFV (Pozza et al., 1997) é um sistema especialista para diagnóstico de doenças do tomateiro desenvolvido no Brasil.

O "Sistema de auxílio à tomada de decisão para doenças do trigo" desenvolvido pelo CNPt (EMBRAPA) permite que o usuário utilize uma base de conhecimento a fim de auxiliá-lo no processo de controle de doenças do trigo ( http://www.cnpt.embrapa.br ).

Usar conhecimento para fazer previsões

Podem ser softwares ou equipamentos desenhados para realizar previsão de epidemias em função de dados climáticos ou de dados de distribuição de plantas em uma determinada região. No Brasil, o Colpan (Vieira et al., 1997), um equipamento projetado para coletar parâmetros ambientais, auxilia na previsão de doenças de várias culturas. Possui um sensor de molhamento foliar e um de temperatura que são fixados junto à planta. Armazena e processa as informações de acordo com tabelas que calculam o valor diário de severidade e indica quando se deve realizar a primeira aplicação para controle de doenças.

Transmitir o conhecimento com função de educação e treinamento

A nova mídia oferecida pela tecnologia da informação tende a suplantar os meios impressos tradicionais. O CD-ROM e a internet podem ser utilizados como formas de transferência de conhecimento mais eficientes que os livros e periódicos. O seu acesso ainda é restrito, mas apresenta uma maior interatividade e melhor apresentação que os similares impressos. O software "Doenças em Cereais de Inverno" já citado anteriormente é um bom exemplo deste tipo de aplicação.

Software em formato de jogos são úteis para educar e treinar estudantes. Simulam a realidade e podem ser utilizados para auxiliar no aprendizado do processo de diagnose de doenças e quantificação de severidade de doenças entre outras aplicações. O software COMBRO (Canteri and Giglioti, 1998) é um exemplo de aplicação da tecnologia da informação no treinamento de avaliadores de severidade de doenças da cana-de-açúcar. O usuário faz os testes e ao final é emitido um resultado do seu desempenho, no formato de gráficos e tabelas.

Armazenar e disseminar informações

Esta é a última aplicação listada por Scott (1998) e é a que tem apresentado maior crescimento nos últimos anos. Sequer foi prevista em todo o seu potencial por Teng & Rouse (1984). Geralmente, o armazenamento e disseminação de informações está associado às outras aplicações citadas anteriormente, assim, um software produzido para "organizar fatos e produzir informações" pode ser disponibilizado via internet com a função de "disseminar informações". A WWW é um poderosíssimo meio de disseminação de informações na área fitopatológica. A grande dificuldade está em localizar a informação e conhecer sobre a veracidade da mesma. Uma boa dica é utilizar-se de sites ligados à instituições reconhecidas em sua área de atuação, tais como universidades e institutos de pesquisa.

A localização de informações na área fitopatológica tem recebido grande auxílio do "Plant Pathology Internet Guide Book", um site que organiza e disponibiliza informações sobre a fitopatologia a nível mundial. No Brasil pode ser mais facilmente acessado no endereço ( http://www.cena.usp.br/ppigb ).

A divulgação de informações via WWW permite acesso às publicações antes só disponíveis de forma impressa e que demoravam mais de um mês para chegar em terras brasileiras. A internet permite acesso instantâneo às informações produzidas como artigos de periódicos. Desta forma facilita e impulsiona o progresso da área de proteção de plantas.

Além de armazenar e disseminar informações, a internet também é útil para comunicação e consulta remotas. No momento discute-se a ética de diagnósticos de doenças por imagens digitais (Diagnóstico Digital). Os defensores argumentam que o diagnóstico digital é mais rápido enquanto os críticos lembram que apenas a imagem não é suficiente para realização de um bom diagnóstico.

4. APLICAÇÕES DESENVOLVIDAS

O Laboratório de Tecnologia da Informação Aplicada ao Agronegócio e Ciências Ambientais (InfoAgro), da Universidade Estadual de Ponta Grossa vêm desenvolvendo aplicações nas diversas áreas sugeridas por Scott (1998). Elaborou-se o software para treinamento e seleção de avaliadores de severidade de doenças em cana-de-açúcar e também para milho, software para auxílio na análise de progresso de epidemias, software para modelagem e simulação de epidemias. Atualmente se está trabalhando em parceria com a Universidade Federal de São Carlos com sistemas especialistas, base de dados para doenças da cana-de-açúcar e software hipermídia, atualizáveis via internet ( http://www.uepg.br/~deinfo/infoagro ).

5. CONCLUSÕES

Às aplicações de Scott (1998) pode-se ainda acrescentar a função de comunicação e consulta remotas. Assim, teríamos como aplicações da tecnologia da informação na fitopatologia:

organizar fatos para produzir informações;

interpretar informações para produzir conhecimento;

usar conhecimento para apoio no processo de tomada de decisão;

usar conhecimento para fazer previsões;

transmitir o conhecimento com a função de educação e treinamento;

armazenar e disseminar informações;

comunicação e consulta remotas.

Vale lembrar que muitas vezes, para o desenvolvimento dos produtos, utiliza-se mais de uma área de aplicação da informática na fitopatologia. Ainda estamos numa fase de transformações e apenas se começa a ter uma idéia das áreas que terão maior ou menor uso no futuro.

6. BIBLIOGRAFIA CITADA