Relação entre o potencial hídrico foliar e as reservas em água do solo no terroir do Dão, casta Touriga Nacional.

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1 Relação entre o potencial hídrico foliar e as reservas em água do solo no terroir do Dão, casta Touriga Nacional. Pedro Rodrigues 1 ; Vanda Pedroso 2 ; João Paulo Gouveia 1 ; Sérgio Martins 2 ; Carlos M. Lopes 3 ; Isabel Alves 3 1 Escola Superior Agrária do Instituto Politécnico de Viseu. 2 Centro de Estudos Vitivinícolas do Dão da Direcção Regional de Agricultura da Beira Litoral. 3 Instituto Superior de Agronomia, Universidade Técnica de Lisboa. Palavras chave: Vitis Vinífera, condução da rega, reserva utilizável, estado hídrico das plantas. Resumo Com base em dados obtidos num ensaio de rega da vinha ao longo de quatro anos na região do Dão com a casta Touriga Nacional, procuraram-se correlações entre parâmetros ecofisiológicos com vista à obtenção de indicadores para a gestão da rega. Os coeficientes de determinação resultantes do ajustamento da função inversa aos valores de potencial de base, mínimo e do ramo ("stem") e os correspondentes valores de reserva de água no solo disponível para as plantas, expressa em percentagem da reserva utilizável (FTSW), determinados para várias espessuras de solo, demonstram que existe forte correlação entre estes dois parâmetros. Para as modalidades que foram mantidas grande parte do ciclo vegetativo em conforto hídrico estes coeficientes são, para as várias espessuras de solo, sempre bastante elevados. Em contrapartida, nas modalidades com rega deficitária, o coeficiente de determinação é bastante baixo quando se considera espessuras de solo pequenas, aumentando progressivamente à medida que se aumenta a espessura de solo monitorizada. Conclui-se que, nestas condições, a FTSW apenas poderá ser considerada um bom indicador do estado hídrico das plantas quando se referir à camada de solo com uma espessura igual ou superior a 1,30 m. Os resultados obtidos demonstram também que, dos três tipos de potencial hídrico considerados, o potencial do ramo ("stem") é o que apresenta maiores coeficientes de determinação com a reserva de água no solo. Apesar de se verificar alguma variabilidade entre diferentes regimes de rega, a boa relação obtida entre o Ψ e FSTW permite confirmar a possibilidade de recorrer a estes parâmetros como indicadores para a condução da rega da vinha neste terroir. Resumen En función de datos obtenidos en un ensaio de riego de viña a lo largo de cuatro años en la región de Dão con la casta Touriga Nacional, se trató de hallar correlaciones entre parámetros ecofisiológicos con vista a la obtención de indicadores para la gestión del riego. Los coeficientes de determinación resultantes del ajuste de la función inversa a los valores de potencial de base, mínimo y del tallo ( stem ), y los valores correspondientes de reserva de agua del suelo disponible para las plantas, expresada en porcentaje de la reserva útil (FTSW), determinados para varios espesores de suelo, demuestran que existe unha fuerte correlación entre ambos parámetros. Para las modalidades que fueron abastecidas, gran parte del 926

2 ciclo vegetativo en condiciones hídricas confortables, estos coeficientes son siempre, para los distintos espesores de suelo, bastante elevados. En contrapartida, en las modalidades con riego deficitario, el coeficiente de determinación es bastante bajo cuando se toman en consideración espesores de suelo pequeños, aumentando progresivamente a medida que se incrementa el espesor de suelo monitorizado. Se concluye que, en estas condiciones, el FTSW apenas podrá ser considerada un buen indicador del estado hídrico de las plantas cuando se refiere a la cama de suelo con un espesor igual o superior a 1,30 m. Los resultados obtenidos demuestran también que, de los tres tipos de potencial hídrico considerados, el potencial del tallo ( stem ) es el que presenta mayores coeficientes de determinación con la reserva de agua en el suelo. A pesar de verificarse alguna variabilidad entre diferentes régimes de riegos, la buena relación obtenida entre el Ψ y FSTW permite confirmar la posibilidad de recurrir a estos parámetros como indicadores para la conducción de agua del riego de la viña en este terroir. INTRODUÇÃO Algumas técnicas de condução e programação da rega recorrem a parâmetros fisiológicos que caracterizam o estado hídrico das plantas. Nestas técnicas, esses parâmetros são usados na determinação da data da primeira rega e da frequência das regas seguintes (Wiliams e Baeza, 2007). Em viticultura é frequente caracterizar o estado hídrico das plantas através do potencial hídrico foliar (ψ f ). De acordo com Lopes et al. (1998) este parâmetro fisiológico é o que melhor caracteriza o estado hídrico da planta num determinado momento. Quando medido antes do amanhecer, (potencial hídrico foliar de base - ψ b ), pode ser usado como indicador da disponibilidade em água no solo e da actividade fisiológica de folhas bem expostas (Lopes et al., 1999). A sua medição, apesar da condicionante de ter de ser realizada de madrugada, é aconselhável para aferir outros métodos mais cómodos e que possibilitem a uma monitorização contínua (Carbonneau, 1998). Logo após o amanhecer o potencial decresce acompanhando o aumento da transpiração, atingindo-se o valor mínimo (potencial hídrico foliar mínimo - ψ m ) ligeiramente desfasado do momento em que a taxa de transpiração é máxima. O ψ f medido durante o dia reflecte não só a disponibilidade em água no solo, mas também, o poder evaporativo da atmosfera envolvente da folha, o controlo estomático e a condutividade hidráulica da planta (Choné et al., 2001). Girona et al. (2006) ensaiaram uma metodologia de condução e programação da rega baseado na medição do ψ m. Em folhas cuja transpiração é nula, o seu potencial encontra-se em equilíbrio com o potencial do ramo onde se encontra inserida (potencial stem - ψ stem ). Naor (2000) conclui que o ψ stem medido ao meio dia é um bom indicador do estado hídrico das plantas, sugerindo, que seja utilizado como referencial para avaliar a relevância de outros indicadores. Diversos autores verificaram que o ψ b é significativamente influenciado pelo conteúdo em água do solo (Lopes, 1999; Paranychianakis et al., 2004). Gruber e Schultz (2005) estabeleceram uma relação entre o ψ b e a reserva de água no solo disponível para as plantas (FTSW) única e comum a três vinhas instaladas em solos com diferente capacidade de reserva. William e Trout (2005) ao relacionarem os três potenciais referidos com o teor humidade do solo (θ), obtiveram coeficientes de determinação elevados para as relações entre o ψ m e o θ e entre o ψ stem e o θ, enquanto que para a relação entre o ψ b e o θ, o valor do r 2 foi significativamente inferior. Por esta razão, aqueles autores concluíram que o ψ b não é adequado para avaliar o estado hídrico da vinha em sistema de rega deficitária de alta frequência. Com este trabalho pretende-se 927

3 comparar os vários tipos de potencial hídrico (base, mínimo e stem) com vista à sua utilização como indicadores de rega na região vitivinícola do Dão, Portugal. MATERIAIS E MÉTODOS O trabalho experimental foi realizado no Centro de Estudos Vitivinícolas do Dão, em Nelas, Portugal, com a casta Touriga Nacional, na região do Dão (latitude 40º 31 N, longitude 7º 51 W e altitude 440 m). Nos anos 2004 e 2005 o ensaio foi conduzido na parcela 1-A num sistema de blocos casualizados com 8 modalidades de rega e 3 repetições. Nos anos 2006 e 2007 o ensaio realizou-se na parcela 5-A num sistema de blocos casualizados com 4 modalidades e 4 repetições. As características das parcelas de vinha são apresentadas no Quadro 1. A rega foi efectuada através de um sistema gota-agota, constituído por um ramal (16 mm) por linha de videiras, com gotejadores in-line autocompensantes e autolimpante de 2,3 l/h espaçados de 1 metro. O critério utilizado na determinação da oportunidade de rega foi a reserva de água no solo disponível para as plantas, até 0,6 m de profundidade, expressa em percentagem da reserva utilizável (FTSW 60 ). Assim, na modalidade com dotação correspondente a 100% da ETc (FI), na qual se pretendia que as plantas fossem mantidas em conforto hídrico, as regas foram efectuadas sempre que a FTSW 60 atingiu 40%. Nas modalidades com rega deficitária, DI 30 e DI 50 os níveis críticos considerados foram 10% e 20%, respectivamente. Para cada modalidade, a dotação de cada rega foi determinada pela percentagem dos valores acumulados da Evapotranspiração cultural diária (ETc), registada desde a rega antecedente, determinada pelo método descrito por Allen et al. (1998), a partir dos valores das variáveis meteorológicas registadas numa estação automática localizada no centro da parcela (Quadro 2). A medição do potencial hídrico foi realizada com uma câmara de pressão Scholander (PMS 600). O potencial de base (Ψ b ) foi medido de madrugada, antes do amanhecer e o potencial mínimo (Ψ m ) ao meio dia solar, em folhas adultas, bem expostas, sãs, localizadas entre os 4º e 8º níveis do lançamento, desde a floração até à vindima com uma periodicidade quinzenal, coincidindo com os principais estados fenológicos. Para a medição do potencial de stem foram seleccionadas folhas adultas na base da sebe, junto ao tronco, as quais, 2 horas antes da cada medição, foram inseridas num saco plástico e envolvidas com papel de alumínio. No ano de 2006, o potencial stem foi medido em todas as modalidades, enquanto que em 2007 se mediu apenas nas modalidades FI e NR. Em cada dia, a medição dos vários potenciais foi efectuada nas mesmas plantas, previamente seleccionadas, em 3 folhas por repetição. O armazenamento de água numa camada de solo, com uma espessura Zr, que num dado momento se encontra disponível para as plantas (W), foi determinado por integração do teor de humidade volúmica (θv) registado ao longo do perfil. A medição do teor de humidade foi efectuada a várias profundidades com recurso a sondas capacitivas. Em cada unidade experimental foram instalados dois tubos de acesso, um na linha, próximo do gotejador, entre duas plantas, e o outro, na entrelinha. Numa das repetições da modalidade NR foi instalado um sistema de monitorização contínua (Enviroscan Sentek Pty Ltd), composto por duas sondas (uma na linha e outra na entrelinha) com sensores espaçados de 0,20 m, até á profundidade de 1,90 m. Nas restantes unidades experimentais as medições foram efectuadas com uma sonda móvel (Diviner 2000 Sentek Pty Ltd), permitindo registos de 0,10 em 0,10 m até a profundidade de 1,60 m. Para a caracterização dos solos das parcelas de ensaio foram 928

4 abertos perfis até 2,00 m de profundidade, tendo sido recolhidas amostras não perturbadas (dados não apresentados). RESULTADOS E DISCUSSÃO Por limitação dos equipamentos utilizados, das condições do solo e das características das culturas, nem sempre é possível proceder à monitorização da humidade do solo em todo perfil explorado pelo sistema radicular. Nestas condições, se pretendemos recorrer a reserva de água no solo como indicador de stress hídrico importa, em primeiro lugar, definir a espessura mínima de solo que deve ser monitorizada. Na Figura 1 apresentam-se os coeficientes de determinação (r 2 ) resultantes do ajustamento da função inversa aos valores de Ψ b, e Ψ m e respectivos valores de FTSW, determinados para o tubo instalado na linha, para várias espessuras de solo, no ano de Verifica-se que, nas modalidades FI e DI 50, o r 2 é sempre bastante elevado. Em contrapartida, nas modalidades DI 30 e NR, o coeficiente de determinação é bastante baixo quando a FTSW se refere a espessuras de solo pequenas, aumentando progressivamente à medida que a espessura monitorizada aumenta. Os resultados relativos ao ano de 2006 mostram uma evolução muito semelhante (dados não apresentados). Esta análise permite concluir que, nas modalidades com dotações de rega mais elevadas, ainda que se considere uma espessura de solo reduzida, a FTSW é um bom indicador do estado hídrico das plantas. Por seu lado, nas modalidades NR e DI 30, a FTSW só deverá ser utilizado como indicador quando se referir a uma espessura mínima de aproximadamente 1,30 m. A Figura 2 representa a relação entre a Ψb e a FSTW determinada para a camada superficial de solo com 1,30 m de profundidade (FSTW 130 ) para os anos de 2004 e Verifica-se que existe uma forte relação entre estes dois indicadores do estado hídrico da cultura, resultados similares aos obtidos por Pellegrino et al. (2004), Gruber e Schultz (2005). Contudo, constata-se que esta relação apresenta alguma variabilidade de acordo com o regime de rega a que as plantas são sujeitas ao longo do seu ciclo vegetativo (dados não apresentados). Os resultados dos últimos anos do estudo demonstram ainda que a relação entre o potencial do ramo (ψ stem ) e a reserva de água no solo, nas duas modalidades testemunha (FI e NR), segue o mesmo padrão do verificado para os potenciais foliares. Verifica-se também que, se considerarmos o conjunto de dados de todas as modalidades de rega do ensaio, o ψ stem é o que apresenta melhor relação com a reserva de água no solo (Quadro3). CONCLUSÕES Os resultados deste trabalho confirmam que, nas condições do ensaio, a FSTW, apenas poderá ser considerada um bom indicador do estado hídrico das plantas quando se referir à camada superficial de solo com uma espessura igual ou superior a 1,30 m. Os resultados obtidos demonstram também que, dos três tipos de potencial hídrico considerados, o potencial do ramo ("stem") é o que apresenta maiores coeficientes de determinação com a reserva de água no solo. Apesar de se verificar alguma variabilidade entre diferentes regimes hídricos, a boa relação obtida entre o potencial hídrico da videira e reserva em água do solo, permite concluir que a FSTW é um bom indicador da disponibilidade hídrica e consequentemente poderá ser usado como critério de condução e programação da rega neste terroir. 929

5 Agradecimentos Estes estudos foram realizados no âmbito do Projecto POCTI/AGG/38506/2001, financiado pela Fundação para a Ciência e a Tecnologia. Referências Allen, R.G., Pereira L.S., Raes, D., Smith, M Crop Evapotranspiration Guidelines for Computing Crop Water Requirements. FAO Irrigation and Drainage Paper 56; FAO; Rome. Carbonneau, A Irrigation, vignoble et produits de la vigne. In: Tiercelin, Jean- Robert (coord) Traité d irrgation. Lavoisier Tec & Doc, pp Choné, X., van Leeuwen, C., Dubourdieu, D., Gaudillére, J.P Stem water potential is a sensitive indicator of grapevine water status. Annals of Botany 87: Girona, J., Mata, M., del Campo, J., Arbonés, A., Bartra, E., Marsal, J The use of midday leaf water potential for scheduling deficit irrigation in vineyards. Irrigation Science 24: Gruber, B. R., Schultz, H.R Coupling of plant to soil water status in different vineyard sites. In: Williams, L.E. Proc. of The VII International Symposium on Grapevine Physiology and Biotechnology. Acta Horticulturae 689: Lopes, C Relationships between leaf water potential and photosynthetic activity of field grapevines grown under Mediterranean environment. In: Ruhl, E.H.; Schmid, J. (ed), Proc. of the First ISHS Workshop on Water Relations of Grapevines. Acta Horticulturae 493: Lopes, C., Pacheco, C., Vicente-Paulo, J., Rodrigues, M.L., Chaves, M.M Interesse do potencial hídrico foliar de base como indicador da actividade fisiológica da videira. Actas do 4º Simpósio de Vitivinicultura do Alentejo, Évora, Lopes, C., Vicente-Paulo, J., Pacheco, C., Tavares, S., Barroso, J., Rodrigues, M.L., Chaves, M.M Relationships between leaf water potential and photosynthetic activity of field grapevines grown under different soil water regimes. Gesco -11 th Meeting Study Group For Vines Training Systems, Sicilia, Naor, A Midday stem water potential as a plant water stress indicator for irrigation scheduling in fruit trees. In: Ferreira, MI; Jones, HG. (ed), Proc. of the third International Symposium on Irrigation Horticultural Crops. Acta Horticulturae 537: Paranychianakis, N., Chartzoulakis, K., Angelakis, A Influence of rootstock, irrigation level and recycled water on water relations and leaf gas exchange of Soultanina grapevines. Environmental and Experimental Botany 52: Pellegrino, A., Lebon, E., Voltz, M., Wery, J Relationships between plant and soil water status in vine (Vitis Vinífera L.). Plant and Soil 266: Williams, L.E., Baeza, P Correlations among predawn leaf, midday leaf, and midday stem water potential and their correlations with other measures of soil and plant water status in Vitis Vinifera. American Journal of Enology and Viticulture 58 (2): Williams, L.E., Trout, T.J Relationships among vine-and-soil measures of water status in a Thompson vineyard in response to high-frequency drip irrigation. American Journal of Enology and Viticulture 56 (4):

6 Quadro 1 Características das parcelas de vinha Ano 2004 e 2005 Parcela 1-A Textura do solo Ano de plantação Densidade de plantação (vid/ha) Portaenxerto Franco- Arenoso 1989 SO Sistema de condução Monoplano vertical ascendente Sistema de poda Altura do tronco (m) Altura da sebe (m) Guyot duplo 0,6 1, e A Franco- Arenoso R 4545 Monoplano vertical ascendente Cordão Royat bilateral 0,6 1,2 Quadro 2 Dotações de rega Modalidades Dotação (mm) NR Não regada FI 100% da ETc DI 30 30% da ETc DI 50 50% da ETc Quadro 3 Coeficientes de determinação resultantes do ajustamento da função inversa aos valores de Ψb, Ψm eψstem de todas as modalidades e os correspondentes valores FTSW (tubo da linha), determinados para várias espessuras do perfil do solo monitorizado (2006 e 2007). Espessura de solo monitorizada (m) Ano Potencial 1,20 1,30 1,40 1,50 1,60 ψ b 0,74 0,77 0,80 0,81 0,82 ψ m 0,79 0,81 0,83 0,84 0, ψ stem 0,87 0,89 0,90 0,92 0,92 ψ b 0,84 0,85 0,84 0,85 0,85 ψ m 0,75 0,77 0,76 0,78 0, ψ stem 0,84 0,86 0,85 0,87 0,86 931

7 Coef. Determinação a) 1 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 FI NR DI30 DI50 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 Espessura de solo (m) Coef. Determinação b) 1 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 FI NR DI30 DI50 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 Espessura de solo (m) Figura 1 Coeficientes de determinação resultantes do ajustamento da função inversa aos valores de Ψ b (a) e Ψ m (b) e os correspondentes valores FTSW (tubo da linha), determinados para várias espessuras do perfil do solo monitorizado (2007). 0-0,1 ψ b ( M p a ) -0,2-0,3-0,4-0,5-0,6-0,7-0, , FTSW (%) Figura 2 - Relação entre a Ψb e a FSTW 130, para todas as modalidades, anos 2004 e