ABSTRACT. Keywords: solar radiation, photosynthesis and sugar cane. 1. INTRODUÇÃO

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1 Estmatva da dstrbução dára da rradânca solar para cálculo da fotossíntese bruta na cana-de-açúcar na regão de Tabuleros Costeros de Alagoas Rcardo Araújo Ferrera Junor 1, José Leonaldo de Souza, Gustavo Bastos Lyra 3, Marcos Alex dos Santos 4, Anthony Carlos Slva Porfro 5, André Lus de Carvalho 6 1- Doutorando em Agronoma, Faculdade de Cêncas Agráras, UNESP, Botucatu SP, rcardo_ceca@hotmal.com; - Meteorologsta, Prof. Assocado, Lab. de Agrometeorologa e Radometra Solar, Inst. de Cêncas Atmosfércas, UFAL, Maceó AL; 3 - Meteorologsta, Prof. Adjunto, Dep. de Cêncas Ambentas, Inst. de Florestas, UFRRJ, Seropédca RJ; 4- Mestrando em Cêncas Engenhara de Bossstemas, ESALQ/USP, Praccaba-SP; 5- Mestrando em Meteorologa, Centro de Prevsão de Tempo e Estudos Clmátcos, (CPTEC/INPE), São José dos Campos, SP; 6- Doutorando em Fontes Renováves de Energa, Departamento de Energa Nuclear, UFPE, Recfe PE. ABSTRACT The varaton n solar rradance durng the day s paramount to the estmaton of gross photosynthess (GP) n agrcultural crop growth models. However, measurements of solar radaton throughout the day are scarce. Thus, ths paper ams to model the varaton of the solar rradance as a functon daly solar radaton and photoperod for estmate of GP. The research was conducted as the rrgated sugarcane crop (varety RB9579) n Ro Largo, metropoltan regon of Maceó, Alagoas. The photosynthetc rradance (PAR) was determned n two ways: ) PAR =,44 of global solar radaton (Rg) measured by a radometer, and ) as a functon of daly photosynthetc rradaton and photoperod. The PAR estmated by two approaches were used to calculate daly GP. Daly GP n functon of the estmated rradance determned by total rradaton were satsfactory, snce t showed hgh agreement ("d" =.997) and precson hgh (R =.99) when compared wth daly GP calculated wth values of rradance measured. Keywords: solar radaton, photosynthess and sugar cane. 1. INTRODUÇÃO Em alguns modelos, como por exemplo, o QCANE (Lu e Bull, 1), os processos de crescmento da cultura ncluem estmatvas da fotossíntese e da respração, que são função do desenvolvmento da cultura e das varações dos elementos do ambente. Na computação da fotossíntese bruta (FB) de uma folha pode-se consderar a curva de resposta da assmlação de CO em função da radação fotossntetcamente atva (RFA) absorvda ou nterceptada expressa na forma hperbólca (Goudraan, 1986). Nos modelos exstentes, a fotossíntese é smulada após a contablzação da varação de RFA dára e da sua atenuação dentro do dossel, ou seja, da RFA nterceptada, assocada a alguns parâmetros fotossntétcos da cultura, tas como a efcênca fotossntétca e a fotossíntese máxma. Esses últmos parâmetros expressam o caráter assntótco da taxa fotossntétca, em função do ncremento da densdade de fluxo de luz até a saturação. A equação normalmente usada para descrever está relação é uma hperbólca retangular, e, é base de mutos modelos de crescmento de cultura. Além da necessdade de conhecer os parâmetros fsológcos da cultura, a grande dfculdade em estmar a fotossíntese é a contablzação da varação de luz ao longo do da, uma vez que meddas de rradânca solar são escassas. Com o exposto, objetva-se modelar a varação da rradânca no decurso do da através da rradação solar total dára.

2 . METODOLOGIA A pesqusa fo realzada com a prmera soca da cultura de cana-de-açúcar (varedade RB9579) na área expermental do Centro de Cêncas Agráras (CECA) da Unversdade Federal de Alagoas (UFAL) em Ro Largo, Alagoas (9 8 S; W; 17m). A área total de cultvo fo de 5.9 m. O solo fo classfcado como Latossolo Amarelo Dstrocoeso argssólco, de textura méda/arglosa. O cultvo fo rrgado por um sstema de gotejamento subsuperfcal. O espaçamento fo duplo (1,4 e,4 m), sendo os toletes dstrbuídos de manera que o arranjo fosse em méda 18 gemas por metro lnear. Os comprmentos e as larguras das folhas para a determnação da área folar (AF) da cultura foram obtdas em 1 plantas, nos seguntes das após o corte (DAC) da cana planta (//8): 9, 18, 146, 176, 3, 45, 66, 99 e 336 das. Nos mesmos das avalou-se o número de plantas por metro, utlzando-se de 3 m lneares da mesma lnha no qual estavam as plantas consderadas na determnação das dmensões folares em cada parcela. O índce de área folar (IAF) fo obtdo como a razão entre a AF e a área ocupada pela planta (AS). Para o cálculo do IAF dáro no decorrer do cultvo tomaram-se os valores meddos e efetuaram-se ajustes de funções matemátcas (dstrbução Log-Normal, com quatro parâmetros) em relação aos graus-da acumulados no longo do cultvo. A RFA nstantânea ( ) fo estmada como 44 % da rradânca solar global (Rg). A estmatva da FB dára (FB d, kg m - de CO ) fo feta de uma solução numérca, baseada em uma abordagem trapezodal, conforme metodologa de Lu (1996): n1 N FBINST RFA INST t FBINST RFA INST t 1 FB d (1) n em que, FB nstantânea (FB INST, kg m - s -1 de CO ) fo obtda por: FMAX αkrfa INST (t ) (1τ)FMAX FB INST Ln KIAF αk (t )e (1τ)FMAX () K em que, (kg J -1 de CO ) é a efcênca fotossntétca, F MAX (kg m - s -1 de CO ) é a fotossíntese máxma, N é o fotoperíodo (s) calculado em função do da do ano e a lattude, n é o numero de trapézos, K é coefcente de extnção da luz (,58) pelo dossel obtdo de Inman- Bamber (1994). Os valores de e F MAX para cana-de-açúcar foram respectvamente, 1,88 kg J -1 de CO e 1,57 x 1-6 kg m - s -1 de CO (Lu, 1996; Hartt e Burr, 1967). A FB d também fo calculada com a estmada pela rradação dára fotossntétca e pelo fotoperíodo. Assumu-se que a varação dára de é smétrca, smlar a uma curva-seno. Através de uma equação usada por Monteth (1965), como mostrado por Lu (1996). RFA ( t ) sen (3) N n A análse de concordânca da FB calculada com a rradânca estmada pela rradação e o fotoperíodo, em comparação a FB determnada com a rradânca medda, fo feta com base no índce de concordânca d (Wllmontt, 198), que ndca em termos relatvos, a concordânca entre os métodos utlzados. O índce d fo obtdo pela expressão: n P O d 1 1 n, d 1 (4) ' ' P O 1 em que, O é os resultados obtdos da FB com rradânca medda, P é os resultados obtdos da FB com rradânca estmada pela rradação e fotoperíodo, P' P O, O' O O, O é a

3 méda dos resultados dos obtdos da FB com rradânca medda e n é o número de dados analsados. Os lmtes de concordânca e dstrbução ndvdual entre as dos métodos foram avalados através da técnca de plotagem proposta por Bland e Altman (1986). Nessa técnca, os lmtes de concordânca são determnados como as dferenças médas dos dos métodos ± o produto de 1,96 pelo desvo padrão das dferenças (méda ± 1,96 DP). 3. RESULTADOS E DISCUSSÃO A varação da Rg é dependente da condção de nebulosdade (índce de clardade, Kt), do ângulo de elevação do sol e da sazonaldade (varação do ângulo zental) em função do movmento de translação da terra. A curva de dstrbução da RFA ao longo do da é dretamente proporconal a da Rg. Porém, exste varação na fração entre essas varáves ( /Rg) em função do índce de clardade da atmosfera, com valores de,435 para condção de céu lmpo (CL),,445 para parcalmente nublado (PN) e,46 para nublado (NB) baseado em meddas realzadas por SOUZA et al. (3) para a regão de estudo. A equação ( 3) usada para estmar a varação da rradânca fotossntétca pela rradação dára e o fotoperíodo tveram notadamente falta de conformdade com a curva mesurada nas condções de campo (Fgura 1). Isso ocorre, devdo a curva de dstrbução estmada pela rradação apresentar smetra entre o período da amanhã e o da tarde, e consderar que não ocorre atenuação das nuvens. Assm, a tendênca é de que se observe dferença entre a rradânca medda e estmada como mostrado nos das plotados. Em todos os das avalados, nas dferentes condções de nebulosdade, os pcos de rradânca fotossntétca foram subestmados. Porém, como essa estmatva da rradânca fotossntétca fo usada nos cálculos de FB dára, há compensação entre os pcos e as depressões. Os resultados das FB dáras calculada com dados obtdos da equação (3), que estma a dstrbução de luz foram satsfatóras, uma vez que, apresentaram elevada concordânca ( d =,997) e também alto coefc ente de determnação (R =,99), quando relaconadas com as FB dáras calculadas com os valores de meddos. A análse de regressão lnear dessa relação resultou na segunte equação: y =,973 x, na qual, y é a FB com a varação dára da radação medda e x é a FB com a varação dára radação estmada. (W m - ) 6 A medda estmada Kt=, C (W m - ) (W m - ) 5 B medda estmada 4 Kt=, medda estmada Fgura 1. Irradânca fotossntétca (RFA) medda e estmada em função da rradação dára e o fotoperíodo para: A) da com índce de clardade (Kt) =,9 (17/7/8), B) da com Kt =,5 (3/7/8) e C) da com Kt =,66 (1/1/8). Kt=,66

4 Na Fgura -A observam-se a FB dára com a medda e estmada. Os desvos entre as duas curvas (Fgura -B) mplcam que ocorreu varação entre os cálculos de FB em função da rradânca usada com entrada (medda ou estmada). Notadamente, observou -se através dos desvos, que antes de 5 DAC, os das tveram FB calculadas com a rradânca estmada superores em relação às FB com rradânca medda. Os das que os desvos foram negatvos (FB com rradânca estmada maor) apresentaram Kt médo gual a,5. Todava, o período com das de desvos postvos, FB com rradânca estmada menor, tveram méda de Kt superor, com valor gual a,66. Todas as vezes que Kt mostrou-se nferor a,55 o desvo fo negatvo. O maor desvo negatvo (-5,8) ocorreu no da 3/7/8, no qual Kt fo gual a,5 (Fgura 1 -B). Das com Kt nferor a,3 (da de céu nublado) mostraram tendênca de dmnução das dferenças, mas do desvo contnuar negatvo, como por exemplo, no da 17/7/8 (Fgura 1-A), que apresentou desvo de -,9. Nos das que o Kt fo superor a,66, os desvos foram postvos. Porém, o máxmo desvo postvo ocorreu no da 1/1/8 e o Kt fo,66. (Fgura 1-C). FB (g m - de CO ) A medda estmada DAC Desvo 6 B DAC Fgura. A) Fotossíntese bruta (FB) dára com dados de rradânca fotossntetca medda e estmada pela rradação no cultvo de cana-de-açúcar e B) desvo entre métodos. Na Fgura 3, a plotagem de Bland e Altman (1986) mostra com maor sensbldade a concordânca entre os métodos. O desvo médo (DM) das dferenças fo de -1,68, o que ndcou proxmdade entre os métodos, e que os valores da FB com a radação estmada foram maores que os com a radação medda. As maoras dos dados encontraram-se dentro dos lmtes de concordânca, que apresentaram baxos valores (,4 e -5,4). 6 FB d RFA meddo - FB d RFA estmado Méda + 1,96DP,4 DM -1,68 Méda - 1,96DP -6-5, FB d RFA meddo (g m - de CO ) Fgura 3. Lmtes de concordânca entre os valores de fotossíntese bruta com dados de rradânca fotossntétca medda (FB d RFA meddo ) e com dados de rradânca fotossntétca estmada pela rradação (FB d RFA estmado ) de um cultvo de cana-de-açúcar rrgado em Ro Largo (8-9), AL. DM = desvo médo e DP = desvo padrão.

5 4. CONCLUSÕES O cálculo da fotossíntese bruta dára usando a varação da rradânca lumnosa estmada, através da rradação (faxa do vsível) e o fotoperíodo, tem alto grau de concordânca com o calculado com a rradânca medda. 5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS BLAND, JM; ALTMAN, DG. Statstcal methods for assessng agreement between two methods of clncal measurement. In: Lancet, v.1, n. 8476, p.37-31, GOUDRIAAN, J. A smple and fast numercal method for the computaton of daly total photosynthess. Agrcultural and Forest Meteorology, v.38, p.49-54, HARTT, C.E.; BURR, G.O. Factors affectng photosynthess n sugar cane. Proceedngs of the Internatonal Socety of Sugar Cane Technologsts, v.1, p.59-69, INMAN-BAMBER, N.G. Temperature and seasonal effects on canopy development and lght ntercepton of sugarcane. Feld Crops Research, Amsterdam, v.36, p.41-51, LIU, D.L. Incorporatng durnal lght varaton and canopy lght attenuaton nto analytcal equatons for calculatng daly gross. Ecology Modellng. v.93, p , LIU, D.L; BULL, T.A. Smulaton of bomass and sugar accumulaton n sugarcane usng a process-based model. Ecologcal Modellng. V.144, p , 1. MONTEITH, J. L. Lght dstrbuton and photosynthess n feld crops. Ann. Bot., v.9, p.17-37, SOUZA, J. L.; TAVARES, P. S.; TEODORO, I.; SILVA, P. R. T.; SILVA NETO, J. L. Irradânca solar global e radação fotossntetcamente atva em Maceó, ano 3. In: XIV Congresso Braslero de Agrometeorologa, Campnas, SP. Agrometeorologa, Agroclmatologa e Agronegóco. Campnas; SBA/UNICAMP. CD-ROW. WILLMOTT, C.J. Some comments on the evaluaton of model performance. Bulletn Amercan Meteorology Soc, v.63, p