INFLUÊNCIA DE DIFERENTES ESTÁDIOS FENOLÓGICOS E ARRANJOS
ESPACIAIS NA INTERCEPTAÇÃO DE RADIAÇÃO GLOBAL EM CULTIVARES
DE SOJA
Elvis Felipe Elli1, Braulio Otomar Caron2, Ana Paula Rockenbach3, Denise Schmidt2,
Elder Eloy4
1
Graduando do Curso de Agronomia, Universidade Federal de Santa Maria campus
Frederico Westphalen, Rio Grande do Sul – Brasil ([email protected]).
2
Engenheiro Agrônomo, Doutor, Professor Adjunto da Universidade Federal de
Santa Maria, campus Frederico Westphalen, RS – Brasil.
3
Engenheiro Agrônomo, Mestrando do Programa de Pós-Graduação em Agronomia
- Agricultura e Ambiente, Universidade Federal de Santa Maria, campus Frederico
Westphalen, RS – Brasil.
4
Engenheiro Florestal, Doutorando em Engenharia Florestal, Bolsista do CNPqBrasil. Universidade Federal do Paraná, Curitiba, PR – Brasil.
Recebido em: 06/05/2013 – Aprovado em: 17/06/2013 – Publicado em: 01/07/2013
RESUMO
A energia da radiação global interceptada pelo dossel vegetativo está diretamente
relacionada com diversos processos fisiológicos dos vegetais. O objetivo do trabalho
foi avaliar a influência de diferentes estádios fenológicos e arranjos espaciais na
interceptação de radiação global em cultivares de Glycine max L. Merril. No
planejamento dos tratamentos, utilizou-se delineamento experimental de blocos
completos casualizados, em esquema fatorial 3x6x7, ou seja, três cultivares (BMX
Ativa RR, BMX Turbo RR e BMX Potência RR), seis arranjos espaciais (45 cm;
semeadura cruzada; 20 cm; 20x40 cm; 20x60 cm e 20x80 cm) e sete estádios
fenológicos (V7, V8, R2, R3, R4, R5, R6), com três repetições. A radiação global
incidente (W m-2) foi monitorada com o auxílio de um piranômetro (LICOR PY32164)
acoplado a um Datalogger (LICOR 1400). Observou-se diferença significativa para a
variável interceptação de radiação global no fator estádio fenológico. No entanto,
não observou-se esta característica para os demais fatores estudados (cultivar e
arranjo espacial). A interação arranjo x estádio fenológico revelou diferença em nível
de significância frente aos arranjos espaciais e para os estádios V7 e R4. O arranjo
espacial e o estádio fenológico influenciam na interceptação de radiação global da
cultura da soja, sendo que a evolução dos estádios vegetativos promove um
aumento nos valores de interceptação de radiação global.
PALAVRAS-CHAVE: Glycine max L. Merril, índice de área foliar, fotossíntese,
piranômetro.
ENCICLOPÉDIA BIOSFERA, Centro Científico Conhecer - Goiânia, v.9, N.16; p.1288
2013
INFLUENCE OF DIFFERENT PHENOLOGICAL STAGES AND SPATIAL
ARRANGEMENTS IN THE INTERCEPTION OF GLOBAL RADIATION ON
SOYBEAN CULTIVARS
ABSTRACT
The power of global radiation intercepted by canopy is directly related to many
physiological processes of plants, in this context, the objective of this study was to
evaluate the influence of different growth stages and spatial arrangements in global
radiation interception in soybean cultivars. In planning treatment, we used
experimental design of randomized complete block in a factorial 3x6x7, ie three
cultivars (BMX Ativa RR, BMX Turbo RR e BMX Potência RR), six spatial
arrangements (0.45; cross-seeding; 0.20, 20x40, 20x60 and 20x80 cm 0) and seven
growth stages (V7, V8, R2, R3, R4, R5, R6) with three replications. The overall
incident radiation (W m-2) was monitored with the aid of a pyranometer (LICOR
PY32164) coupled to a Datalogger (LICOR 1400). According to analysis of variance,
one can observe a significant difference for the variable radiation interception factor
in global growth stage. However, not observed this characteristic to the other factors
(cultivar and spatial arrangement). The interaction Arrangement x phenological stage
pointed difference in significance compared to the spatial arrangements and for
stages V7 and R4. The spatial and developmental stage influence the global
radiation interception of soybean, and the evolution of vegetative stages causes an
increase in the values of global radiation interception.
KEYWORDS: Glycine max L. Merril, Leaf area index, photosynthesis, pyranometer.
INTRODUÇÃO
A soja (Glycine Max L. Merril) é atualmente um dos principais cultivos no
Brasil e no mundo, devido às características como elevado potencial de produção,
alto teor de óleo e proteína. Apresenta amplo uso tanto na alimentação humana
como animal, assim é de relevante papel sócio econômico mundial. Esta cultura
apresenta características de alta plasticidade, ou seja, capacidade de adaptar-se às
condições ambientais e de manejo, através de modificações na morfologia e nos
componentes de rendimento (KOMATSU, 2010), sendo que um dos fatores
modificantes é o espaçamento. Logo, é importante conhecer qual o espaçamento
que resultará no maior rendimento.
O crescimento das plantas depende do saldo de matéria seca acumulada pela
fotossíntese e esta será fortemente influenciada pela absorção de radiação pelas
plantas em comprimentos de ondas do visível (0,4 a 0,7µm), faixa conhecida como
radiação fotossinteticamente ativa (RFA). Porém, somente parte desta radiação
incidente é absorvida e aproveitada pelas plantas no processo fotossintético. Assim,
a estimativa da RFA absorvida pelas plantas, é um parâmetro necessário à
modelagem do crescimento das mesmas, sendo que sua determinação é feita pelo
balanço entre a radiação recebida subtraindo as frações transmitidas e refletidas
para o meio (KOMATSU, 2010).
A eficiente utilização da radiação por uma cultura requer a máxima absorção
da RFA pelos tecidos fotossintetizantes, neste contexto as folhas são os principais
órgãos (ALAMBERT, 2010). Assim, o rápido estabelecimento, desenvolvimento e
manutenção de um ótimo índice de área foliar (IAF) são importantes para que se
possa maximizar a interceptação da RFA e, consequentemente, a fotossíntese do
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dossel (RODRIGUES, et al., 2001).
Em média, cerca de 90% da matéria seca acumulada pelas plantas ao longo
do seu ciclo é resultado da atividade fotossintética, tal qual é diretamente
influenciada pela disponibilidade de radiação solar do período de cultivo
(BENINCASA, 2003).
A interceptação de radiação solar ocorre em função do índice de área foliar
(IAF) e do coeficiente de extinção luminosa (k) (PENGELLY et al., 1999). O
coeficiente de extinção é a fração de radiação extinta ao longo do dossel vegetativo,
devido à menor transmissividade luminosa. A relação entre este e a penetração de
luz no dossel é inversamente proporcional (ALAMBERT, 2010). À medida que o
dossel torna-se mais denso, ocorre um aumento do auto-sombreamento, a
penetração da luz diminui e crescem os valores de k (CASAROLI et al., 2007).
Espécies que apresentam folhas eretas têm um baixo coeficiente de extinção,
ao passo de que folhas horizontais tendem a apresentar maiores valores deste
coeficiente. Baixos valores do mesmo são mais eficazes na transmissão da radiação
para o interior do dossel, podendo influenciar diretamente no aproveitamento da
energia incidente (MÜLLER & BERGAMASCHI et al., 2005).
Quando há incremento no IAF, há aumento na interceptação de radiação,
mas só até um determinado valor, ou seja, até que ocorra o fechamento completo do
dossel. As folhas começam a sombrear-se umas às outras, até atingir o IAF crítico,
quando novas áreas foliares não resultam em aumento na quantidade de luz
interceptada (ALAMBERT, 2010). O IAF crítico da soja está entre 3,5 a 4,0 quando a
cultura está em estádio R1 (BOARD & HARVILLE, 1992). Para a cultura da soja, no
Rio Grande do Sul, MARTORANO et al., (2008) observaram que a eficiência de
absorção no início do ciclo é baixa, cerca de 4%, e aumenta até atingir o valor de
95% no máximo IAF, que neste caso foi de 6,3.
A maneira como a RFA é interceptada pelo dossel das plantas reflete na
eficiência fotossintética e no desenvolvimento da cultura, portanto fatores como
forma, densidade populacional e espaçamento, afetam a distribuição da área foliar
no dossel das plantas e, consequentemente, a quantidade de energia da radiação
solar incidente (STEWART et al., 2003).
Frente ao exposto, este trabalho teve como objetivo avaliar a influência de
diferentes estádios fenológicos e arranjos espaciais na interceptação de radiação
global em cultivares de Glycine Max L. Merril.
MATERIAL E MÉTODOS
O trabalho foi conduzido na área experimental do Laboratório de
Agroclimatologia, vinculado à Universidade Federal de Santa Maria campus
Frederico Westphalen – RS, situado na linha Sete de Setembro com localização
geográfica de 27º23’48’’ S, 53º25’45’’ O, e altitude de 490 m. Segundo a classificação
climática de Köppen, o clima da região é Cfa. Frederico Westphalen está distante de
Iraí aproximadamente 30 km, sendo o município tomado como referência para os
dados de classificação climática. Conforme proposta de MALUF (2000), Iraí
apresenta clima de tipo subtemperado subúmido, sendo a temperatura média anual
de 18,8°C e temperatura média do mês mais frio de 1 3,3°C. O solo da área
experimental pertence à unidade de mapeamento Passo Fundo, classificado como
Latossolo Vermelho distrófico típico, textura argilosa, profundo e bem drenado
(EMBRAPA, 2006).
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No planejamento dos tratamentos, utilizou-se delineamento experimental de
blocos completos casualizados, em esquema fatorial 3x6x7, ou seja, três cultivares
(BMX Ativa RR, BMX Turbo RR e BMX Potência RR), seis arranjos espaciais (0,45;
semeadura cruzada; 20 cm; 20x40 cm; 20x60 cm e 20x80 cm) e sete estádios
fenológicos (V7, V8, R2, R3, R4, R5 e R6), com três repetições. As parcelas foram
dispostas de três metros de comprimento e as larguras variaram de acordo com o
espaçamento, sendo cinco linhas nos espaçamentos de 45 cm e cruzado, 10 linhas
no espaçamento de 20 cm, cinco linhas duplas em 20x40 cm, 20x60 cm, 20x80 cm e
assim, a largura correspondeu a 2,25 m; 2,25 m; 2 m; 2,6 m; 3,4 m e 4,2 m,
respectivamente.
O acompanhamento dos estádios fenológicos foi realizado semanalmente,
sendo classificados conforme a escala proposta por FEHR & CAVINESS (1977), de
acordo com o Quadro 1:
QUADRO 1. Descrição dos estádios fenológicos da soja, conforme a escala
proposta por FEHR & CAVINESS (1977).
Estádio
Denominação
Descrição
Sexta folha trifoliolada completamente
V7
Sétimo nó
desenvolvida.
Sétima folha trifoliolada completamente
V8
Oitavo nó
desenvolvida.
Uma flor aberta em um dos dois últimos nós
R2
Florescimento pleno
do caule com folha completamente
desenvolvida.
Vagem com 5 mm de comprimento em um
Início da formação da
R3
dos quatro últimos nós do caule com folha
vagem
completamente desenvolvida.
Vagem com 2 cm de comprimento em um dos
Vagem completamente
R4
quatro últimos nós do caule com folha
desenvolvida
completamente desenvolvida.
Grão com 3 mm de comprimento em vagem
Início do enchimento de
R5
em um dos quatro últimos nós do caule, com
grão
folha completamente desenvolvida.
Vagem contendo grãos verdes preenchendo
as cavidades da vagem de um dos 4 últimos
R6
Grão cheio ou completo
nós do caule, com folha completamente
desenvolvida.
Fonte: FEHR & CAVINESS (1977).
O experimento foi conduzido na safra 2012/2013. A semeadura foi realizada
no dia 28/11/2012, sendo que as sementes foram distribuídas de forma manual ao
longo da linha de semeadura nos espaçamentos pré-definidos. A adubação de base
foi realizada de acordo com as recomendações para a cultura (ROLAS, 2004) e os
controles de insetos praga, doenças e plantas daninhas estão sendo realizados de
acordo com as recomendações para a cultura (REUNIÃO, 2012).
A emergência de 50% das plântulas ocorreu nove dias após a semeadura,
sendo que o raleio foi realizado sete dias após a emergência onde a densidade
padrão constituiu de 250.000 plantas ha-1, sendo que o número de plântulas por
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metro linear variou de acordo com o espaçamento: 12; 6; 5; 15; 20 e 25 plantas m-1,
para 45 cm; semeadura cruzada; 20 cm; 20x40 cm; 20x60 cm e 20x80 cm entre
linhas, respectivamente. As características das cultivares usadas são apresentadas
no Quadro 2:
QUADRO 2. Características das cultivares BMX Ativa RR, BMX Turbo RR e BMX
Potência RR. BRASMAX (2013).
Cultivar
Hábito de crescimento Grupo de maturação Porte
BMX Ativa RR
5,6
Baixo
Determinado
BMX Turbo RR
Indeterminado
5,8
Médio
BMS Potência RR
Indeterminado
6,7
Alto
Fonte: BRASMAX (2013).
A radiação global incidente (w m-2) foi monitorada com o auxílio de um
piranômetro (LICOR PY32164) acoplado a um Datalogger (LICOR 1400), sendo
determinada no período de 10h00min à 12h00min. Os valores de interceptação da
radiação global foram obtidos de acordo com a seguinte equação proposta por
CARON et al., (2012):
% interceptação = [100 - (Rn x 100/Rt)]
Onde: Rn = radiação luminosa incidente no interior do dossel; Rt= radiação luminosa
total incidente no superior do dossel.
Para verificar a relação entre as variáveis estudadas, os dados foram
submetidos à análise estatística, por meio do programa computacional Statistical
Analysis System Learning Edition 8.0 (SAS, 2003). Os parâmetros que
demonstraram diferenças estatísticas significativas a nível de 5% de probabilidade
de erro, foram comparados através do teste de Tukey para ambas as variáveis
estudadas.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
De acordo com a análise de variância, pode-se observar diferença
significativa para a variável interceptação de radiação global no fator estádio
fenológico. No entanto, não foi observada esta característica para os demais fatores
estudados (cultivar e arranjo espacial). A interação arranjo x estádio fenológico
apontou diferença em nível de significância frente a todos os arranjos espaciais e
para os estádios V7 e R4 (Tabela 1).
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TABELA 1. Análise de variância para interceptação de radiação global (%) na
cultura da soja, sob diferentes arranjos espaciais e estádios
fenológicos. UFSM/CESNORS campus Frederico Westphalen – RS,
2013.
Efeito Principal
Quadrado
Fator de estudo
Grau de liberdade
médio
Cultivar
2
9,11ns
Arranjo
5
59,54ns
Estádio
6
2054,19*
Cultivar x Arranjo
10
50,21ns
Cultivar x Estádio
12
76,87ns
Arranjo x Estádio
30
168,14*
Média
60
-
39,81ns
85,34
r²
CV (%)
-
0,62
8,50
125
-
Cruzada
20 cm
45 cm
6
6
6
120,501*
519,478*
191,161*
20x40 cm
20x60 cm
20x80 cm
6
6
6
1300,769*
125,817*
637,188*
V7
5
835,828*
V8
5
5,316ns
R2
5
15,687ns
R3
5
53,921ns
R4
5
130,502*
R5
5
25,646ns
R6
5
1,514ns
Cultivar x Arranjo x Estádio
Total
Efeito Simples
Arranjo x Estádio
Arranjo
Estádio
* Significativo em nível de 5 % de probabilidade de erro; ns não significativo em nível de 5 %
de probabilidade de erro; r²: coeficiente de determinação; CV: coeficiente de variação.
De modo geral, observou-se que a evolução dos estádios vegetativos
proporcionou um aumento na interceptação de radiação global do dossel de plantas.
No momento em que as cultivares passaram para o estádio reprodutivo, a
interceptação manteve este comportamento apenas para os arranjos de semeadura
cruzada, 20 e 40 cm. Para os outros arranjos (20x40 cm; 20x60
ENCICLOPÉDIA BIOSFERA, Centro Científico Conhecer - Goiânia, v.9, N.16; p.1293
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cm; 20x80 cm) os valores de interceptação reduziram a partir do estádio R5 (Tabela
2).
Este resultado complementa o exposto por JIANG et al., (2004), ao afirmarem
que aumento gradativo da atividade fotossintética do dossel vegetativo da soja
relaciona-se com o desenvolvimento e expansão foliar. Para PORRAS et al., (1997)
e PEREIRA (2002) a variação fotossintética e respiratória da soja ocorre de acordo
com seu desenvolvimento, devido à alteração na arquitetura e estrutura foliar.
WELLS (1991), trabalhando com a mesma cultura, observou diferentes respostas à
interceptação de radiação e fotossíntese, em função de seu estádio fenológico.
TABELA 2. Efeito de diferentes arranjos espaciais (cm) e estádios fenológicos na
interceptação de radiação global (%) da soja. UFSM/Cesnors campus
Frederico Westphalen – RS, 2013.
Estádio fenológico
Arranjo
V7
V8
R2
R3
R4
R5
R6
Cruzada 81,3aC 84,5aABC 83,4aBC 83,4bBC 89,1aAB 89,3a A 90,8aA
20
68,9bB 85,5aA
85,2aA
85,8abA
90,3aA 89,0aA 91,0aA
45
79,5aC 84,7aBC 82,6aC 85,8abABC 79,6bC 89,1aAB 91,8aA
20 x 40
20 x 60
20 x 80
57,8 cC 83,5aB
81,5aC 84,6aBC
67,2bC 83,5aB
86,1aAB 89,2aAB
89,4aA 92,6aA 90,8aA
84,3aBC 86,4aABC 88,0aAB 92aA 90,6aAB
83,3aB
86,7bAB 89,3aAB 91,9a A 90,9aA
Médias seguidas pela mesma letra, minúscula na coluna e maiúscula na linha, não diferem
entre sí, pelo teste de Tukey, a 5% de probabilidade de erro.
No estádio R3, o arranjo espacial 20x80 cm e semeadura cruzada
demonstraram valores de interceptação inferiores, comparados aos tratamentos
20x40 cm e 20x60 cm. Estes resultados corroboram com ELOY et al., (2012),
analisando a influência do espaçamento na interceptação de radiação do dossel
vegetativo de espécies arbóreas, ao constatarem que o espaçamento entre as
plantas influencia na quantidade de radiação que chega ao interior do povoamento.
O motivo pelo qual a interceptação de radiação diminuiu em R6 pode ser
explicado devido ao fato das plantas terem iniciado o processo de senescência das
folhas localizadas em sua fração inferior, o que acarreta uma diminuição do índice
de área foliar (IAF) e consequentemente da capacidade fotossintética das mesmas.
Para WELLS (1991), a relação entre interceptação da PAR com a
fotossíntese foi aparentemente positiva e linear nos primeiros 70 dias após a
semeadura na cultura da soja, correspondente ao estádio reprodutivo R1 e R2. No
entanto, após esse período, não foi observada relação da interceptação da PAR com
a fotossíntese, ocorrendo um sombreamento gradual nas folhas inferiores do dossel,
com subseqüente senescência associada à redução de interceptação de luz.
Nos estádios V8, R2, R4, R5 e R6 não observou-se diferença significativa
frente aos arranjos espaciais estudados. Analisando a interceptação de radiação
global ao longo dos estádios fenológicos nos diferentes arranjos estruturais,
observa-se que em V7, os valores são inferiores aos demais estádios, uma vez que
a planta está em fase de desenvolvimento e que a área foliar existente é inferior aos
estádios posteriores.
A interceptação de radiação solar apresenta também uma grande importância
ENCICLOPÉDIA BIOSFERA, Centro Científico Conhecer - Goiânia, v.9, N.16; p.1294
2013
com relação ao controle de plantas daninhas. Estudos realizados por PROCÓPIO et
al., (2003), com soja e feijão, revelaram que a taxa de expansão foliar da soja foi
mais que o dobro da taxa do feijão (6,77 e 2,91 cm planta-1 dia-1, respectivamente),
promovendo um maior coeficiente de extinção de luz dessa cultura e
consequentemente acarretando a interceptação de grande parte da radiação solar
na parte superior do dossel, limitando o crescimento de plantas invasoras.
CONCLUSÃO
O arranjo espacial e o estádio fenológico influenciam na interceptação de
radiação global da cultura da soja.
A evolução dos estádios vegetativos promove um aumento nos valores de
interceptação de radiação global.
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