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Influência da temperatura do ar e radiação solar no acúmulo de fitomassa da alface (página 2)

Cleomar Cezar Hermes, Sandro Luis Petter Medeiros; Paulo Augusto Manfron, B

Material e métodos

Foram conduzidos seis experimentos no Núcleo de Pesquisa em Ecofisiologia e Hidroponia do Departamento de Fitotecnia da Universidade Federal de Santa Maria, RS, (latitude: 29º42’S, longitude: 53º42’W, altitude: 95m). O clima da região, segundo a classificação de KÖPPEN, é subtropical úmido, com verões quentes (MORENO, 1961).

Os experimentos foram conduzidos em ambientes estufa e natural. A estufa utilizada foi o modelo arco pampeana com 250m2, disposta no sentido norte-sul, coberta com policloreto de vinil (PVC) de 200m de espessura.

O leito de cultivo foi constituído de calhas de cimento amianto do tipo "calhetão", medindo 6,70m de comprimento por 0,92m de largura na parte superior (medida interna entre bordas), com 0,48m de profundidade e 0,27m de altura. Os calhetões foram fixados no solo e, sobre o leito de cultivo, colocou- se um filme preto de polietileno de baixa densidade, com 35m de espessura. O substrato constituiuse de húmus e casca de arroz natural, na proporção de 60% e 40% respectivamente, contendo em média 48% de capacidade de retenção de água. Os calhetões com substrato foram cobertos com filme plástico dupla face. Sob ele, instalou-se um sistema de irrigação por gotejamento para distribuição da solução nutritiva.

Em cada calhetão foram cultivadas três fileiras de 21 plantas, num total de 63 plantas. A fileira central de cada calhetão foi utilizada como área útil para retirada das plantas para as determinações fenométricas.

A fertirrigação foi realizada com a solução nutritiva proposta por CASTELLANE & ARAÚJO (1995), utilizando-se 50% da concentração indicada para os macronutrientes e 100% para os micronutrientes.

O cultivo no ambiente natural foi realizado em área adjacente à estufa, em solo do tipo Argisolo vermelho-amarelo distrófico arênico. O preparo do solo foi realizado com a passagem de enxada rotativa e formação dos canteiros nas dimensões de 7,00 m de comprimento, 1,00 m de largura e cerca de 0,10 m de altura. A calagem e adubação química foram realizadas com base nos resultados da análise química de solo e recomendações para a cultura da alface (COMISSÃO DE FERTILIDADE DO SOLO, 1995). O nitrogênio foi aplicado na forma de uréia, sendo um terço aplicado no preparo dos canteiros e os dois terços restantes foram aplicados em cobertura na seguinte forma: 60 g/canteiro aos 19, 36 e 38 dias julianos; 100 g/canteiro aos 50, 59, 69 e 79 dia juliano; 150 g/ canteiro aos 133, 158, 200, 217 e 235 dias julianos.

A estimativa dos volumes de água a serem fornecidos pela irrigação por gotejamento no ambiente natural foi realizada com base na evapotranspiração máxima da cultura (ETm) de acordo com o cálculo da evapotranspiração de referência (ETo), determinada pelo Método de Penman-Monteith (PEREIRA et al.,1997), a partir dos elementos meteorológicos medidos na estação meteorológica.

Utilizou-se a cultivar Regina, com espaçamento de 0,30m entre plantas e 0,30m entre fileiras, coincidindo com o espaçamento dos gotejadores. Conduziram-se sete experimentos na primavera, verão, outono e inverno, entre setembro de 1999 e junho de 2000 (Tabela 1). A semeadura foi realizada em bandejas, preenchidas com substrato agrícola. Após semeadura, as bandejas foram colocadas em sistema de piscina "floating" no interior de uma estufa de PVC. Quando as plantas atingiram 4 a 5 folhas definitivas, foi efetuado o transplante para os experimentos de campo e estufa.

No interior da estufa, os valores de temperatura do ar foram registrados por termohigrógrafo instalado em abrigo meteorológico a 1,5m do solo, localizado no centro da estufa.

A temperatura média do ar (ºC), para ambos os ambientes, foi calculada com base na fórmula:

(1) em que Tm é a temperatura média do ar; T9h, a temperatura do ar às nove horas; Tx, a temperatura máxima do ar; Tn, a temperatura mínima do ar e T21h, a temperatura do ar às vinte e uma horas.

Os valores diários de temperatura máxima e mínima do ar foram obtidos a partir dos valores extremos registrados diariamente, no termohigrógrafo, na estufa e na estação meteorológica. Os valores médios de temperatura máxima (Tx) e temperatura mínima do ar (Tn) foram calculados entre os períodos de coleta de plantas.

Os valores de temperatura máxima e mínima do ar foram obtidos a partir dos extremos observados diariamente, no termohigrógrafo e na estação meteorológica.

A radiação solar global incidente foi estimada pela equação de Ängstrom modificada por Prescot e Penman, com os coeficientes ajustados para Santa Maria - RS (ESTEFANEL et al., 1990). Os valores dos elementos meteorológicos necessários para a estimativa foram obtidos na estação meteorológica da UFSM, situada a 100m da área experimental. Com base nos valores diários obtidos na estação meteorológica, calcularam-se os valores médios de radiação solar global incidente entre os períodos de coleta de plantas.

A transmissividade do filme de cobertura da estufa foi medida no início de cada cultivo, utilizando- se um piranômetro, obtendo-se os valores de 65% nos cultivos de inverno e outono e 70% para os cultivos de verão, verão/outono e primavera. Os percentuais foram utilizados para estimar a radiação solar global incidente no interior da estufa, com base nos valores determinados para o ambiente natural.

As plantas foram coletadas às terças e sextas- feiras nos cultivos de primavera e verão. Nos cultivos de verão/outono, outono e inverno as coletas realizadas foram todas às sextas-feiras. Em cada coleta foram amostradas três plantas por ambiente de cultivo. As variáveis avaliadas para determinar o crescimento da cultura foram a fitomassa seca total da parte aérea da planta, que foi subdividida em fitomassa seca de folhas, caule e restos (folhas menores que 5cm). As avaliações foram realizadas, concomitantemente, no interior de estufa plástica e ambiente natural.

A partir da fitomassa seca total, calculou-se a taxa de crescimento absoluto (TCA) da cultura descrita por BENINCASA (1988):

(2) em que o termo (F2 - F1) é a diferença de fitomassa seca de amostras sucessivas (g) e o termo (T2 - T1) é a diferença de tempo decorrido entre amostragens sucessivas (dia).

O valor mínimo de fitomassa verde de referência, para se considerar encerrado o período experimental, foi 200 g por planta.

Resultados e discussão

A radiação solar global incidente, no ambiente natural, oscilou entre o valor máximo de 24,4 MJ m-2 dia-1 no cultivo de primavera aos 333 dias julianos e mínimo de 3,9 MJ m-2 dia-1 na estação de inverno aos 194 dia juliano (Figura 1b). Para o ambiente estufa nos mesmos dias, a radiação solar global incidente oscilou de 17,1 a 2,5 MJ m-2dia-1 , respectivamente (Figura 1a).

Figura 1. Variação diária da radiação solar global incidente nas diferentes estações de cultivo em ambiente estufa (a) e ambiente natural (b). Santa Maria, RS - 1999/2000. 

Figura 2. Variação diária da temperatura máxima e mínima do ar nas diferentes estações de cultivo em ambiente estufa (a) e ambiente natural (b). Santa Maria, RS - 1999/2000.

A temperatura do ar atingiu valor máximo de 42ºC no cultivo de verão aos 44 dia juliano no ambiente estufa e 37,2ºC aos 58 dias julianos no ambiente natural. O valor mínimo observado foi -2ºC em ambiente estufa e -2,9ºC em ambiente natural, sendo ambas observadas no cultivo de inverno aos 196 dias julianos. As médias das temperaturas mínimas no ambiente estufa em todos os cultivos foram menores que as atingidas no ambiente natural (Figura 2).

Verificou-se crescimento da alface (Tabela 2) mesmo com a ocorrência de baixos valores de radiação solar global incidente (Figura 1a,b) como foi constatado nas épocas de outono e inverno, no ambiente estufa. Nessas épocas foram observados valores médios de 6,0 e 6,8 MJ m-2dia-1, respectivamente, durante o ciclo.

As diferenças de fitomassa final observadas entre os ambientes (Tabela 2) foi decorrente sobretudo da metodologia aplicada para a colheita, ou seja, considerou-se o valor mínimo de fitomassa de 200 g para encerrar o experimento. Assim, respeitando-se os dia de coleta ocorreu o fato de que, em um determinado dia de amostragem, a fitomassa estava próximo, porém abaixo do valor mínimo, conseqüentemente, na próxima amostragem estava acima do valor estipulado.

No verão, a diferença entre os valores de temperatura do ar dentro e fora da estufa foi menor devido ao maior período de abertura da estufa (Figuras 1a e 1b). No inverno, a estufa permaneceu um maior período de tempo fechada ocasionando maiores diferenças de temperatura do ar entre os ambientes. Dessa forma, os maiores valores de temperatura do ar na estufa possibilitaram melhores condições térmicas para o crescimento da alface.

Quando se comparou o cultivo nos dois ambientes, constatou-se uma diferença na duração do período de cultivo para atingir o ponto de colheita estipulado, ou seja, 200 g de fitomassa verde de alface.

A maior diferença no período de cultivo entre os ambientes foi observada no cultivo de outono quando, no ambiente natural, foram necessários 28 dias a mais para atingir a fitomassa estipulada. A menor diferença entre os ambientes foi observada no cultivo de verão 2 onde foram necessários três dias a mais no ambiente natural para atingir o ponto de colheita estipulado (Tabela 2). Na estufa, a maior diferença foi observada entre os cultivos de inverno e primavera, pois foram necessários mais 26 dia para atingir a fitomassa estipulada no cultivo de inverno em relação ao de primavera. Por outro lado, no ambiente natural, a maior diferença foi observada entre os cultivos de inverno e verão 2 uma vez que foram necessários 33 dias a mais para atingir a fitomassa estipulada no cultivo de inverno em relação ao cultivo de verão 2 (Tabela 2).

No ambiente estufa ocorreu maior crescimento da cultura em todas as estações de cultivo, o que é justificado pelas melhores condições meteorológicas neste ambiente, principalmente nos valores de temperatura do ar (Figura 2). A maior eficiência térmica do ambiente estufa foi confirmada pela antecipação dos dias necessários para atingir a fitomassa estipulada (Tabela 2). Os cultivos de verão, verão/outono e outono atingiram a fitomassa estipulada aos 28 dias, em média, após o transplante no ambiente estufa; contra 38 dias, em média, após o transplante no ambiente natural.

O cultivo de outono, no ambiente estufa, atingiu a fitomassa estipulada aos 28 dias após o transplante, ou seja, em média, o mesmo número de dias que os cultivos de verão necessitaram para atingir a fitomassa estipulada. Os valores de temperatura média do ar nos cultivos de verão foram 24,8ºC e de 17,8ºC no cultivo de outono em que os valores médios de temperatura máxima do ar (Txm) foram 33,4ºC e 23,9ºC, respectivamente. O cultivo de inverno, no ambiente estufa, atingiu a fitomassa estipulada aos 49 dias após o transplante. O valor Txm foi 24,3ºC e a temperatura mínima média do ar (Txn) foi 5,9ºC.

No cultivo de verão, as temperaturas máximas do ar podem diminuir o crescimento da cultura (Figura 3e) ao interferir, conforme cita ANDRIOLO (2000), no mecanismo de abertura e fechamento de estômatos, assimilação do CO2 para a fotossíntese, distribuição de fotoassimilados e expansão foliar. A distribuição de fotoassimilados ficaria restrita ao período noturno quando as temperaturas diminuem. No inverno, as temperaturas noturnas nem sempre atingiram a temperatura base (Figura 3d) para promover a distribuição de fotoassimilados e a expansão das células epidérmicas.

A taxa de crescimento absoluto (TCA) variou com o estádio de desenvolvimento das plantas, com a disponibilidade de radiação solar incidente e com os valores de temperatura do ar (Figura 3). Os menores valores da taxa de crescimento absoluto foram observados na fase inicial de crescimento da planta.

Entretanto, para essa fase, constataram-se diferenças na taxa de crescimento absoluto entre as estações de cultivo e mesmo entre os ambientes de cultivo.

Durante o verão 1, entre 11-14 dia juliano, observouse que, no ambiente estufa, a taxa de crescimento absoluto foi 0,099 g dia-1, ou seja, 14% menor em relação à taxa de crescimento absoluto do ambiente natural (Figura 3e,f). Durante o inverno, as melhores condições térmicas do ambiente estufa, observadas entre 193-200 e 201-207 dias (Figura 3c,d) favoreceram o crescimento, apresentando taxa de crescimentoabsoluto de 0,024gdia- 1 e 0,114 g dia-1 respectivamente, enquanto que, no ambiente natural, nos mesmos períodos não houve crescimento.

A redução nos valores da taxa de crescimento absoluto (Figura 3c,e,f), nos dois ambientes, foi decorrente da diminuição da disponibilidade da radiação solar global incidente. Tal fato pode ser observado no ambiente natural entre 15-18 e 29-32 dias juliano, por exemplo. Assim, a radiação solar global incidente interferiu na velocidade de acúmulo de fitomassa, porém a fitomassa total acumulada nas diferentes estações (Tabela 2) foi praticamente a mesma.

Isto se explica pelo fato de que mesmo ocorrendo diminuição da taxa de crescimento absoluto pela diminuição da radiação solar global incidente, o aumento da duração do período de cultivo acabou compensando a limitação imposta ao crescimento.

No ambiente estufa, a maior taxa de crescimento absoluto com valor de 0,884 g dia -1 foi observada no cultivo de inverno (Figura 3c), no período de 229-235 dias. A Txm neste período foi 29,0ºC, a Txn foi 7,5ºC e a radiação solar global incidente foi 9,1 MJ m-2 dia-1. Entretanto, esse maior crescimento no inverno foi apenas 2,7% superior ao cultivo de verão 1, o qual apresentou taxa de crescimento absoluto de 0,861 g dia -1 no período de 26-28 dias julianos. A Txm, neste período foi 33,3ºC e Txn 16,7ºC e a radiação solar global incidente foi 16,3 MJ m-2 dia-1. Comparando-se os valores ótimos de temperatura do ar, citados na literatura (JOUBERT & COERTZE, 1982; FILGUEIRA, 1982; SANCHES et al., 1989), com o valor máximo médio observado para o cultivo de verão igual a 33,3ºC poder-se-ia supor que as temperaturas máximas limitaram o crescimento da alface. No entanto, observa-se na Tabela 2 que ocorreu acúmulo de fitomassa. Assim, as temperaturas máximas verificadas não foram limitantes. A influência da temperatura do ar sobre o crescimento da alface fica dependente de outros fatores como a duração dos seus valores extremos durante o dia e o genótipo em estudo.

No cultivo de inverno, no ambiente natural, período de 229-235 dias julianos (Figura 2b), a taxa de crescimento absoluto foi de 0,190 g dia -1 em que foram verificadas Txm de 25,3 ºC, Txn de 8,4ºC e radiação solar global incidente de 13,9 MJ m-2 dia-1.

Para o mesmo período, no ambiente natural, a taxa de crescimento absoluto no ambiente estufa foi 365% maior que no ambiente natural. Para tais condições meteorológicas, essa resposta evidenciou o maior ganho energético do ambiente estufa em relação ao ambiente natural. A maior taxa de crescimento absoluto no ambiente estufa, provavelmente, foi favorecida pelos valores de temperatura do ar no período noturno, que foram maiores em relação aos valores de temperatura do ar do ambiente natural.

DANTAS (1997), cultivando alface em ambiente estufa, obteve um valor médio de 0,746 g dia -1 de taxa de crescimento absoluto no cultivo de verão contra 0,567 g dia -1 em ambiente natural. No inverno, a taxa média de crescimento absoluto, observada no ambiente estufa, foi 0,431 g dia -1 e no ambiente natural, a taxa média de crescimento absoluto, observada, foi 0,407 g dia-1. Dessa maneira, verifica-se que a taxa de crescimento absoluto para o cultivo de verão, foi aproximadamente 56% maior em relação à taxa de crescimento absoluto de inverno.

O efeito da temperatura do ar sobre a taxa de crescimento absoluto é constatado quando secompara esta com os valores médios extremos de temperatura do ar. Este fato pode ser observado nos cultivos de verão 1 e inverno (Figura 3c,d,e,f). No ambiente estufa, a Txm foi de 37,2ºC e ocorreu entre 11-14 dia juliano obtendo-se taxa de crescimento absoluto de 0,099 g dia-1. No mesmo ambiente, a Txn foi de 2,1ºC, e ocorreu entre 193-200 dias julianos e obteve-se 0,024g dia-1. No ambiente natural, a Txm foi de 35,0ºC, ocorreu 11-14 dias julianos obtendo-se taxa de crescimento absoluto de 0,113 g dia -1. Entre o período de 193-200 dias julianos, não foi observado crescimento (Figura 3d) no ambiente natural pelo efeito das baixas temperaturas. A Txn, para o período, foi 1,5ºC o que promoveu redução na fitomassa acumulada.

A redução na taxa de crescimento absoluto no cultivo de outono, no ambiente natural de 0,273 g dia -1 (141-147 dias julianos) para 0,169 g dia -1 (148-154 dias julianos) foi atribuída ao efeito da temperatura do ar, pois a radiação solar global incidente, média (10,3 MJ m2 dia-1) não foi limitante para o crescimento.

Os valores médios de temperatura máxima e mínima do ar foram 18,1ºC e 6,8ºC, respectivamente.

Os menores valores médios de radiação solar global incidente foram registrados no cultivo de outono, nos dois ambientes, com valores médios na estação de cultivo de 8,4 e 6,0 MJ m-2dia-1, respectivamente.

A situação extrema ocorreu entre 124-126 dias julianos no ambiente estufa quando se observou a menor média de radiação solar global incidente, igual a 4,4 MJ m-2 dia-1 (Figura 3a), com taxa de crescimento absoluto de 0,048 g dia -1. No mesmo período, no ambiente natural, a taxa de crescimento absoluto foi 0,013 g dia-1 observando-se 6,8 MJ m-2 dia-1.

Entre 141-147 dias julianos, a radiação solar global média foi de 5,8 MJ m-2 dia-1, com taxa de crescimento absoluto de 0,750 g dia -1, indicando que a taxa de crescimento absoluto é influenciada pela área foliar (dados não apresentados) da planta disponível para absorção da radiação solar. No mesmo período, no ambiente natural (Figura 2b), o crescimento foi 0,273 g dia-1 e a radiação solar global média 9,0 MJ dia -1.

A aplicação de nitrogênio em cobertura interferiu na taxa de crescimento absoluto no ambiente natural (Figura 3d). Após a aplicação de uréia aos 235 dias julianos, a taxa de crescimento absoluto aumentou cerca de 171%, passando de 0,19 g dia -1 no período de 229 a 235 dias julianos para 0,516 g dia -1 no período de 236-242 dias julianos. Entretanto, a absorção do nitrogênio pode ter sido diminuída pela ocorrência de precipitação após a aplicação em cobertura, conforme observado na Figura 3b. Após a aplicação de nitrogênio, aos 133 dias julianos ocorreu precipitação de 48,1mm entre os 137-139 dias julianos. Nesse período, a taxa de crescimento absoluto foi apenas 0,031 g dia -1. A resposta à aplicação de nitrogênio somente ocorreu na semana seguinte entre 141-147 dia juliano com aumento da taxa de crescimento absoluto para 0,273 g dia -1.

De acordo com os resultados obtidos, a temperatura ótima para a alface, cultivar Regina, estaria acima daquela apontada na bibliografia. Essa cultivar apresenta crescimento em condições de temperatura média das máximas de 37,2ºC, com taxa de crescimento absoluto de 0,099 g dia -1. No outro extremo, com temperatura média das mínimas igual a 2,1º obtém-se taxa de crescimento absoluto de 0,024g dia-1.

A alface cultivar Regina apresenta crescimento em condições de baixa disponibilidade de radiação solar global incidente, como foi verificado em condições próximas a 4,4 MJ m-2 dia -1. O crescimento é favorecido quando os valores de temperatura média do ar situaram-se desde 7,5°C até cerca de 29ºC , verificando-se uma taxa de crescimento absoluto de 0,884 g dia-1.

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Revista Brasileira de Agrometeorologia, Santa Maria, v. 11, n. 2, p. 275-283, 2003.
Recebido para publicação em 27/10/2002. Aprovado em 05/11/2003.
ISSN 0104-1347.

 

Braulio Otomar Caron2, Sandro Luis Petter Medeiros3, Paulo Augusto Manfron4, Denise Schmidt5, Sandro Felisberto Pommer6 e Cleusa Bianchi6
manfronp[arroba]smail.ufsm.br
1. Extraído da tese de doutorado do primeiro autor.
2. Dr. Prof. Adj. Depto de Agronomia da UNIR- Campus Rolim de Moura. RO. E-mail:
otomarcaron[arroba]yahoo.com.br .
3. Dr.Prof. Adjunto do Departamento de Fitotecnia, CCR, Universidade Federal de Santa Maria.
4. Dr. Prof. Titular do Departamento de Fitotecnia, CCR, Universidade Federal de Santa Maria.
5. Dr. Prof. Adj. Depto de Agronomia da UNIR- Campus Rolim de Moura. RO.
6. Engenheiro (a) Agrônomo(a).

 

 



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