EFICIÊNCIA DE USO DA RADIAÇÃO FOTOSSINTETICAMENTE ATIVA INTERCEPTADA PELA CULTURA DO AMENDOIM EM FUNÇÃO DE NÍVEIS DE K 2 O E P 2 O 5 Hildeu Ferreira da Assunção¹; Tatiane Melo de Lima²; Thiago Medeiros Machado Oliveira² ¹Universidade Federal de Goiás Campus Jataí/UFG BR 364, km 192 Zona Rural Jataí GO Brasil, email: hildeu@yahoo.com.br; ²Alunos do Programa de Pós-Graduação em Agronomia/UFG ABSTRACT: The objective of this study was to evaluate the efficiency of use of the radiation PAR intercepted by the canopy of the peanut (cv. BRS_HAVANA), in function of four phosphorus doses: 0; 40; 80 and 120 kg ha-¹ and three potassium doses: 0; 40 and 80 kg ha-¹. An experimental design was adopted in random blocks, with factors of two-levels (4x3) and four repetitions. The radiation use efficiency was calculated in function of the fraction of canopy cover, of the photosynthetically active radiation transmittance and the daily solar radiation. The canopy cover was measured, weekly, using a digital photographic camera. The fraction of canopy covering was determined by counting the green pixel in the image in relation to the total pixel of the photographed area. The radiation use efficiency in different treatments changed among 0.8 a 1.37 g MJ-¹. Independent of the K 2 O dosage, the variance analysis discovered that it was significant effects on the radiation use efficiency of the radiation intercepted only with the dose of 80 kg of P 2 O 5 ha-¹.. Palavras-chave: Fração de interceptação da luz, Fração de cobertura foliar, Radiação solar 1 INTRODUÇÃO A radiação solar constitui-se numa fonte energética essencial para a manutenção básica de qualquer espécie cultivada, cujas interações com cobertura vegetal condicionam um microclima interno capaz de afetar a quantidade e a qualidade da energia disponível dentro do dossel e conseqüentemente os processos fisiológicos das plantas. A radiação pode chegar ao interior da cobertura vegetal, na forma direta, pelas clareiras e margens e, na forma difusa, por reflexão da folhagem e da superfície do solo, ou, ainda, como radiação transmitida pelas folhas. A atenuação da radiação na cobertura vegetal depende, principalmente, da densidade da folhagem, do arranjo das folhas no interior da vegetação, do ângulo existente entre a folha e a radiação incidente e do coeficiente de extinção (MONTEITH, 1994). O acúmulo de fitomassa pelas plantas é resultante da quantidade de radiação fotossinteticamente ativa interceptada pelo dossel e da eficiência da planta em converter essa energia em matéria seca, a qual está ligada ao seu estado nutricional. A expansão e duração das áreas foliares verdes em uma comunidade vegetada podem ser determinadas por meio da fração de cobertura foliar (ALLEN et al., 1998; RAES et al., 2009). A fração de cobertura foliar, por sua vez, pode ser determinada por diversos métodos não destrutivos como, estimativa visual, sensoriamento remoto ou imagens digitais. A utilização de imagens digitais apresenta vantagens pela praticidade, baixo custo e precisão. A taxa de variação da fração de cobertura foliar, durante o ciclo de uma cultura, reflete na produção sob diversas práticas agronômicas como, irrigação, controle de pragas e doenças, população de plantas e fertilização (LIMA et al., 2009). Assim, este trabalho tem o objetivo de estimar a eficiência de uso da radiação fotossinteticamente ativa interceptada pela cultura do amendoim (EUR), em função de doses crescentes de fósforo e potássio.
2 - MATERIAL E MÉTODOS O ensaio foi conduzido com amendoim ( Arachis hypogaea), cv. BRS_HAVANA, implantado no dia 12/02/2009, sobre um Latossolo vermelho distroférrico de textura argilosa, no Campus Jataí da Universidade Federal de Goiás (fuso UTM SE -22: E 424521 m, N 8017772 m e 672 m de altitude). O clima da região é AW, tropical de savana com chuva no verão e seca no inverno. O delineamento experimental adotado foi em blocos ao acaso com arranjo fatorial de 4x3 e 4 repetições. As parcelas foram constituídas por três fileiras duplas de 0,7 x 0,2 x 0,7 com 5,0 metros de comprimento, com uma população inicial de 200.000 plantas/ha, sendo que as linhas centrais foram utilizadas como parcela útil e as externas como bordadura. Os tratamentos avaliados foram 12 combinações com 0; 40; 80 e 120 kg/ha de P 2 O 5, na forma de superfosfato triplo, e com 0; 40 e 80 kg/ha de K 2 O, na forma de cloreto potássio. Para o suprimento de nitrogênio, as sementes foram inoculadas com bactérias do gênero Bradyrhizobium na proporção de 1 ml/100 g. A radiação fotossinteticamente ativa interceptada (IPAR) pela cultura foi estimada em função da radiação global (RS) diária e da fração de cobertura foliar do amendoim (fcob). Para determinação da fração de cobertura foliar, utilizou-se o método de imagens verticais, registradas semanalmente, entre 10:00 e 14:00, a partir do 8º dia após o plantio (DAP). As imagens foram feitas com uma câmara fotográfica digital Sony DSC-W170 na resolução de 3MP. As fotografias em cores foram tiradas, à altura de 1,5 m da superfície do solo, perpendicular ao dossel de cada parcela útil. Após a amostragem temporal, as imagens foram processadas no Software BitArea (ASSUNÇÃO et al., 2001), que varre a imagem contando todos os pixels do limiar HSB (Intensidade, Saturação e Brilho)), entre 30 e 130, referente à área ocupada pelas plantas na imagem, e calcula a razão entre a área ocupada pelas plantas e a área total da imagem. A cada 21 dias, partir da emergência, foram tomadas alternadamente 5 medidas da PAR sobre o dossel de cada parcela útil e 5 embaixo do dossel (2 entre plantas, 2 dentro da fileira dupla e 1 entre as fileiras), usando um sensor quântico LI-190, acoplado a um registrador LI- 185B. As medidas foram efetuadas entre às 10:00 e às 14:00 do horário local, em condições de radiação solar incidente relativamente estável (sem nuvens intermitentes). A fração PAR transmitida ( τpar), calculada pela razão média entre as leituras sob e sobre o dossel, foi correlacionada com a fração de cobertura foliar (fcob), no mesmo período, resultando na seguinte equação: τpar=exp(-4.26fcob). Assim, a fração de PAR interceptada (f IPAR ) foi calculada como f IPAR =1- τpar. A radiação PAR diária incidente (GPAR) foi estimada como 44% da radiação solar global (RS), medida diariamente na PCD do INMET, conforme estabelecida por Assunção & Scopel (1998). A radiação fotossinteticamente ativa interceptada pelo dossel (IPAR) de cada parcela foi calculada multiplicando-se a fração interceptada (f IPAR ) pela PAR incidente. Ao final do ensaio, aos 106 dias após o plantio, procedeu-se colheita, seguida da avaliação do peso da fitomassa seca total, FMST (g/m²). A eficiência de uso da radiação foi estimada da seguinte forma: EUR=FMST/ IPAR. Para assim, estudar o efeito da adubação sobre eficiência de uso da radiação interceptada pelo amendoim. As amostras finais de EUR foram submetidas à análise de variância, a 5% de significância. 3 RESULTADOS E DISCUSSÃO
A Figura 1 mostra a evolução semanal da fração de interceptação da PAR pela cultura do amendoim, entre os 8 e 106 DAP. Nota-se que o pico da interceptação ocorreu aos 70 DAP, período em que ocorreu a máxima expansão foliar. Independente da dosagem de K 2 O, as frações de interceptação apresentaram diferenças significativas, em função das doses de P 2 O 5, a partir dos 59 DAP e persistiram até aos 92 DAP. A partir desse período a fração de interceptação decresceu em função da máxima translocação de fotoassimilados para o enchimento de grãos. Em todas as amostragens temporais, a dose de 80 kg de P 2 O 5 ha-¹ proporcionou o maior efeito sobre a cultura, uma vez que a interceptação da PAR foi 90%. É provável que a resposta à adubação fosfatada sobre o índice de cobertura foliar da cultura do amendoim se deve às atividades da ATPase e da nitrogenase que estimulam a nodulação por Bradyrizobium, disponibilizando o nitrogênio fixado para as plantas, utilizado nas atividades fotossintéticas, uma vez que o fósforo faz parte de biomoléculas como ácidos nucléicos, ATP, muitos açucares fosfatados intermediários da respiração e da fotossíntese, bem como integrante dos fosfolipídios das membranas vegetais, além de ser um dos mais importantes nutrientes envolvidos na resposta de crescimento das plantas (STAMFORD et al., 1997). Sinclair & Muchow (1999) verificaram que, em índice de área foliar reduzido, a eficiência de uso da radiação é baixa, pois a maioria das folhas está sujeita à saturação fotossintética por radiação. Como a fração de área foliar sombreada aumenta com o decorrer do ciclo da cultura, aumenta também a eficiência de uso da radiação. Isto decorre do incremento na contribuição relativa das folhas sombreadas para o acúmulo de biomassa da cultura, à medida que aumenta a fração difusa, e também da maior uniformidade da radiação no interior do dossel. Figura 1 Fração de interceptação da radiação fotossinteticamente ativa (f IPAR ) pela cultura do amendoim em função de doses de fósforo e dos dias após o plantio. A Figura 2 a variação das eficiências de uso da PAR pela cultura do amendoim (EUR), em função das adubações com diferentes níveis de P 2 O 5 e K 2 O. Embora a análise de variância tenha detectado que só houve efeito significativo para a dose de 80 kg de P 2 O 5 ha-¹, nota-se que a eficiência de uso da radiação fotossinteticamente ativa variou entre 0,8 a 1,37 g MJ -1. Sinclair & Muchow (1999) sugerem estes valores entre 0,98 a 1,37 g MJ -1. Collino et al.
(2001) encontraram EUR=1,45 g MJ -1 para o amendoim, com ciclo de 113 dias. Awal & Ikeda (2003) ob servaram, também para o amendoim, no Japão, valores variando de 1,07 g MJ -1 a 1,53 g MJ -1. Kiniry et al. (2005), usando um ceptômetro, tomaram medidas da interceptação, entre as 10h30 e 12h, para três cultivares de amendoim sob regime irrigado, e encontraram valores de RUE entre 1,71 g MJ -1 e 2,02 g MJ -1, enquanto Assunção et al. (2008) observaram para o amendoim irrigado o valor de 1,28 g MJ-¹. Figura 2 Eficiência de uso da radiação fotossinteticamente ativa ( EUR) pela cultura do amendoim em função de doses de fósforo e de potássio. Awal & Ikeda (2003) observaram um aumento da EUR em ambientes sombreados, e também notaram que a EUR varia continuamente com o estágio de crescimento da planta, cujos valores máximos apareceram nos primeiros 60 dias do período de crescimento, seguidos por um drástico declínio. De acordo com Collino et al. (2001), a interceptação da radiação pelo amendoim e sua eficiência de conversão em biomassa decrescem com o aumento do déficit de saturação de água no solo. Durante o período e experimental foi registrado um saldo pluviométrico (Precipitação-Evapotranspiração) de 460 mm. Segundo Doorenbos & Kassam (1979), as necessidades hídricas do amendoim, dependendo do clima, variam de 500 mm a 700 mm.
4 CONCLUSÕES Com base nos resultados, conclui-se que, nas condições de Jataí-GO, a cultura do amendoim apresenta maior eficiência na utilização da radiação fotossinteticamente ativa interceptada, quando submetida à dosagem de 80 kg de P 2 O 5 ha-¹, independente do nível de K 2 O. AGRADECIMENTOS: Os autores deste artigo agradecem ao Programa de Pós Graduação em Agronomia - Campus Jataí/UFG, ao CNPq e à FUNAPE, pelo apoio a esta pesquisa. 5 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ALLEN, R.G. et al. Crop evapotranspiration: guidelines for computing crop water requirements. Irrigation and Drainage Paper n. 56. FAO, Rome, Italy, 1998, 300p. ASSUNÇÃO, Hildeu Ferreira da; SCOPEL, Iraci. Relações radiométricas em Jataí-GO. In: II CONGRESSO BRASILEIRO DE BIOMETEOROLOGIA. Goiânia, GO. Anais..., Goiânia: Sociedade Brasileira de Biometeorologia/Departamento de Produção Animal/Escola de Veterinária/UFG, 1998. pp.: 251-256. ASSUNÇÃO, H. F. et al. Uso de imagem digital para determinação de áreas foliares. In: CONGRESSO RASILEIRO DE AGROMETEOROLOGIA, 12., 2001,Fortaleza. Anais... Fortaleza: Sociedade Brasileira de Agrometeorologia, 2001. p. 895-896. ASSUNÇÃO, H. F. et al. Eficiência de uso da radiação e propriedades óticas da cultura do amendoim. Pesquisa Agropecuária Tropical, v. 38, n. 3, p. 215-222, 2008. AWAL, M.A. and IKEDA, T. Effect of elevated soil temperature on radiation-use efficiency in peanut stands. Agricultural and Forest Meteorology, v.118, p.63-74, 2003. COLLINO, D.J., DARDANELLI, J.L., SERENO, R. and RACCA, RW. Physiological responses of argentine peanut varieties to water stress. Light interception, radiation use efficiency and partitioning of assimilates. Field Crops Research, v.70, p.177-184, 2001. DOORENBOS, J.; KASSAM, A. H. Yield response to water. Rome: FAO, 1979. (FAO: Irrigation and Drenage, Paper 33). LIMA, T. M. et al. Avaliação do índice de cobertura foliar do amendoim em função de níveis de adubação em dois tipos de solo. In: CONGRESSO RASILEIRO DE AGROMETEOROLOGIA, 16., 2009, Belo Horizonte. Anais... Belo Horizonte: Sociedade Brasileira de Agrometeorologia, 2009. Disponível em CD ROM. KINIRY, J.R. et al. Peanut leaf area index, light interception, radiation use efficiency, and harvest index at three sites in Texas. Field Crops Research, v. 91, p.297 306, 2005 MONTEITH, J. L. Validity of the correlation between intercepted radiation and biomass. Agriculture and Forest Meteorology, Amsterdam, v. 68, n. 3-4, p. 220-231, 1994. RAES, D. et al. AquaCrop The FAO crop model to simulate yield response to water. Reference Manual. FAO, Roma, 2009, 232p. SINCLAIR, T. R.; MUCHOW, R. C. Radiation use efficiency. Advances in Agronomy, New York, v. 65, s/n, p. 215-265, 1999.
STAMFORD, N. P. et al. Effects of phosphorus fertilization and inoculation of bradyrhizobium and mycorrhizal fungi on growth of Mimosa caesalpiniaefolia in an acid soil. Grain Britain: Soil Biology and Biochemistry, v. 29, No. 516, p p. 959-964, 1997.