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PERSPECTIVAS DE USO DE MÉTODOS ALTERNATIVOS DE DIAGNÓSTICO: MEDIÇÃO INDIRETA DA CLOROFILA
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PORQUE UTILIZAR O CLOROFILÔMETRO? COMO FUNCIONA?
COMO UTILIZÁ-LO CORRETAMENTE?
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PRINCÍPIOS E APLICAÇÕES
CLOROFILÔMETRO: PRINCÍPIOS E APLICAÇÕES
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Figura 1. Representação esquemática de um colorímetro.
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Figura 2. Representação esquemática de um espectrofotômetro.
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LEDS RECEPTOR AMPLIFICADOR CONVERSOR A/D PROCESSADOR MEMÓRIA VISOR
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CLOROFILÔMETRO CM-1000 SPECTRUM
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FITA DE REFERÊNCIA - ARROZ
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NITROGÊNIO NITROGÊNIO
NUTRIENTE EXTRAÍDO EM GRANDES QUANTIDADES DINÂMICA COMPLEXA NO SOLO Fixação assimbiótica
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DINÂMICA MUITO COMPLEXA NO SOLO TEOR DE NITROGÊNIO NO SOLO
(ANÁLISE QUÍMICA DO SOLO) ??? Matéria orgânica pouco preciso
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NUTRIENTE EXTRAÍDO EM GRANDES QUANTIDADES
NITROGÊNIO NUTRIENTE EXTRAÍDO EM GRANDES QUANTIDADES
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MANEJO DA ADUBAÇÃO NITROGENADA
SEMEADURA ESPÉCIE, PRODUTIVIDADE ESPERADA EM COBERTURA PRODUTIVIDADE ESPERADA HISTÓRICO DA ÁREA: TEXTURA DO SOLO PRECIPITAÇÃO MODO DE PREPARO DO SOLO [N] NAS FOLHAS – PERENES PREÇO DO PRODUTO COLHIDO DOSE DE N A SER APLICADA Parcelada em n aplicações
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MANEJO DA ADUBAÇÃO NITROGENADA
A EFICIÊNCIA DE UTILIZAÇÃO DO ADUBOS NITROGENADOS = 50 A 60% OBJETIVO: AJUSTE FINO DA ADUBAÇÃO AUMENTAR A EFICIÊNCIA DE UTILIZAÇÃO DOS ADUBOS NITROGENADOS REDUÇÃO DE CUSTOS COM ADUBO NITROGENADO REDUZIR OS RISCOS DE CONTAMINAÇÃO DO LENÇOL FREÁTICO (NITRATO)
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PLANTA COMO INDICATIVO DO N DISPONÍVEL NO SOLO
TEOR DE NITROGÊNIO NA FOLHA (ANÁLISE QUÍMICA) COLETA LABORATÓRIO ANÁLISE INTERPRETAÇÃO RECOMENDAÇÃO CULTURAS PERENES CULTURAS ANUAIS = PRÓXIMO CICLO DIAGNOSE VISUAL O SINTOMA JÁ É VISÍVEL
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RESPOSTA DA PLANTA – DISPONIBILIDADE DE N
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RESPOSTA DA PLANTA – DISPONIBILIDADE DE N
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RESPOSTA DA PLANTA – DISPONIBILIDADE DE N
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DEFICIÊNCIA DE N CLOROSE NAS FOLHAS VELHAS
RESPOSTA DA PLANTA DEFICIÊNCIA DE N CLOROSE NAS FOLHAS VELHAS REDUÇÃO NA SÍNTESE DE CLOROFILA
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<< DIAGNOSE PRECOCE >>
RESPOSTA DA PLANTA N INSUF. NO SOLO < N NA PLANTA NA SÍNTESE CLOROFILA REDISTRIB. DO N CLOROSE NAS FOLHAS VELHAS DIAGNOSE VISUAL AFETOU A PRODUTIVIDADE - CLOROFILÔMETRO DETECTAR A REDUÇÃO NA COLORAÇÃO VERDE DAS FOLHAS ANTES DE SE TORNAREM CLORÓTICAS << DIAGNOSE PRECOCE >>
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DEFICIÊNCIA DE NITROGÊNIO
65 60 55 45 50 40 25 35 5,6 7,1 2,2 9,1 GODOY & VILLAS BÔAS (2001)
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CLOROFILÔMETRO SPAD-502 PORTÁTIL (campo) MEDIDA INSTANTÂNEA
FÁCIL OPERAÇÃO NÃO DESTRUTIVA GRANDE AUTONOMIA MUITAS PESQUISAS VALORES: 0,0 a 99,9 ARROZ ESPESSURA DA FOLHA = 1,2 mm ÁREA DE LEITURA = 2 X 3 mm
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CLOROFILÔMETRO SPAD-502 + PALM TOP
Entrada RS-232
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CLOROFILÔMETRO SPAD-502 + DATA LOGGER + GPS
4500 leituras 1500 c/ GPS 30 leituras
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N-TESTER (HYDRO)
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CLOROFILÔMETRO CM-1000 SPECTRUM
VALORES: 1 a 999 DESENVOLVIDO PELA NASA REFLECTÂNCIA IDEAL PARA GRAMADOS (folhas pequenas) CÂMARA DIGITAL ESPECTRORADIÔMETRO IMAGEM DE SATÉLITE
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FITA DE REFERÊNCIA - ARROZ
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COMO FUNCIONA?
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COMO FUNCIONA? TRANSMITÂNCIA DE LUZ
LEDS RECEPTOR AMPLIFICADOR CONVERSOR A/D PROCESSADOR MEMÓRIA VISOR
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ABSORÇÃO DA LUZ PELA CLOROFILA (IN VITRO)
LED 650 nm alta absorção pelas moléc. de clorofila LED 940 nm baixa absorção (fator de correção)
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COMO FUNCIONA? TRANSMITÂNCIA DE LUZ
(I650/I940)S/ FOLHA – (I650/I940)FOLHA = valor SPAD
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Diagrama de uma célula vegetal
Diagrama de uma célula vegetal. As duas paredes celulares primárias adjacentes, juntamente com a lamela média, formam uma estrutura complexa, denominada lamela média composta.
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A estrutura da folha
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Trajetória da água pela folha
Trajetória da água pela folha. A água é puxada do xilema para as paredes celulares do mesofilo, de onde evapora para os espaços' intercelulares dentro da folha. O CO2 difunde-se na direção oposta, ao longo de seu gradiente de concentração (baixa no interior, mais alta no exterior).
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COMO FUNCIONA? TRANSMITÂNCIA DE LUZ
100% 100% 650 nm 940 nm f = [clorofila] f = espessura % água 60% 95%
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COMO FUNCIONA? TRANSMITÂNCIA DE LUZ
(I650/I940)S/ FOLHA – (I650/I940)FOLHA = valor SPAD FOLHA MAIS VERDE > VALOR SPAD
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Kowalczyk-Juśko e Kościk (2002)
Fig. 5. Relationship between total N content and chlorophyll meter readings Kowalczyk-Juśko e Kościk (2002)
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Kowalczyk-Juśko e Kościk (2002)
Fig. 6. Relationship between tobacco leaf yield and chlorophyll meter readings Kowalczyk-Juśko e Kościk (2002)
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TEOR DE CLOROFILA X MEDIDA DO SPAD-502
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TEOR DE CLOROFILA X MEDIDA DO SPAD-502
Espécie Correlação Referência Feijão , Marquard & Tipton (1987) Milho , Dwyer et al. (1990) Algodão , Marquard & Tipton (1987) Arroz , Monje & Bugbee (1989) Trigo , Monje & Bugbee (1989) Amendoim , Marquard & Tipton (1987) Soja , Monje & Bugbee (1989) Girassol , Marquard & Tipton (1987) Café , Lima Filho et al. (1997) Pêssego , Yadava (1986) Uva , Fanizza et al. (1991) Melão , Azia & Stewart (2001) Laranja , Pestana et al. (2001) Batata , Vos & Bom (1993) Alho , Godoy et al. (2002) Espinafre , Marquard & Tipton (1987)
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TEOR DE N X MEDIDA DO SPAD-502
Espécie Correlação Referência Feijão , Furlani Júnior et al. (1996) Milho , Chapman & Barreto (1997) Algodão , Wood et al. (1993) Arroz , Peng et al. (1993) Trigo , Reeves (1993) Amendoim , Marquard & Tipton (1987) Soja , Monje & Bugbee (1989) Girassol , Marquard & Tipton (1987) Café , Santos et al. (2003) Laranja , Godoy (2003) (não publicado) Manga , Shaahan et al. (1999) Goiaba , Shaahan et al. (1999) Batata , Vos & Bom (1993) Pimentão , Villas Bôas (2001) Tomate , Guimarães et al. (1999)
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TEOR DE N X MEDIDA DO CLOROFILÔMETRO
MILHO NO PENDOAMENTO (SÃO MANUEL, 2001) 50 a 70% do N na folha se encontra ligado aos cloroplastos GODOY (2002)
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METODOLOGIA DE UTILIZAÇÃO
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AMOSTRAGEM NÚMERO DE FOLHAS ?? QUAL FOLHA ?? EM QUE LOCAL DA FOLHA ?? QUANTAS MEDIDAS/FOLHA? QUANDO AMOSTRAR? OUTROS CUIDADOS
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AMOSTRAGEM NÚMERO DE FOLHAS ?? 30 FOLHAS QUAL FOLHA ?? RECÉM EXPANDIDA EM QUE LOCAL DA FOLHA ?? DEPENDE DA CULTURA QUANTAS MEDIDAS/FOLHA? NO MÍNIMO DUAS EVITAR NERVURAS
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QUAL FOLHA AMOSTRAR 32,9 38,4 43,3 48,8 44,9 40,9 41,5 18,8 Villas Bôas (dados não publicados)
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EM QUE LOCAL DA FOLHA? MILHO folha muito comprida Fixar um local de amostragem Ex.: 20 cm da ponta da folha Chapman & Barreto (1997)
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EM QUE LOCAL DA FOLHA? Distância da margem da folha? Fixar um local de amostragem Ex.: 6 mm da margem da folha
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QUANDO REALIZAR AS MEDIDAS?
EFEITO DA TEMPERATURA NA MEDIDA DO CLOROFILÔMETRO NA FOLHA 10 DA PLANTA MILHO Temperatura Medida do Clorofilômetro (dia/noite) unidades SPAD 16/7 °C ,3 23/14 °C ,7 33/24 °C ,9 REALIZAR MEDIDAS NO PERÍODO DA MANHÃ (8 às 10hs) Dwyer et al. (1990)
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UTILIZAÇÃO DO CLOROFILÔMETRO NO MANEJO DA ADUBAÇÃO NITROGENADA
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TEOR DE N X MEDIDA DO SPAD-502
Havendo a relação entre o teor de N na folha e a medida do clorofilômetro e conhecendo a faixa de teor de N adequada pode-se estimar a faixa ideal de valores SPAD.
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TEOR DE N X MEDIDA DO SPAD-502
MEDIDA DO CLOROFILÔMETRO PODE VARIAR COM: ESPÉCIE, VARIEDADE OU CULTIVAR, ESTÁDIO FENOLÓGICO, CONDIÇÃO EDAFOCLIMÁTICA, CONDIÇÃO DE PLANTIO, OUTROS NUTRIENTES (Mg, S, Fe, Mn, etc), NÍVEL CRITICO PARA CADA SITUAÇÃO
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QUAL FOLHA AMOSTRAR 32,9 38,4 43,3 48,8 44,9 42,9 41,5 18,8 Villas Bôas (dados não publicados)
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DEFICIÊNCIA DE OUTROS NUTRIENTES
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ÁREA DE REFERÊNCIA = NÃO HÁ DEFICIÊNCIA DE NITROGÊNIO
ÁREA DENTRO DA LAVOURA COM AS MESMAS CARACTERÍSTICAS DA LAVOURA (solo, clima, híbrido, etc..), MAS QUE RECEBE UMA - ALTA DOSE DE N - (15 A 25% > QUE O RCOMENDADO PARA A CULTURA) PARA SERVIR COMO REFERÊNCIA. ÁREA DE REFERÊNCIA = NÃO HÁ DEFICIÊNCIA DE NITROGÊNIO
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FONTE: SCHEPERS et al. (1992)
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ÁREA DE REFERÊNCIA – ÍNDICE DE SUFICIÊNCIA
ISN = MEDIDA SPAD LAVOURA X 100 MEDIDA NA ÁREA REFERÊNCIA ISN < 95% ADUBAR COM N ISN 95% NÃO ADUBAR COM N ADUBAÇÃO “QUANDO NECESSÁRIA”
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UTILIZAÇÃO DO CLOROFILÔMETRO (NÍVEL CRÍTICO)
Comparação entre a adubação nitrogenada realizada por produtores de arroz e a adubação baseada na leitura do clorofilômetro (média de 22 fazendas) – EUA, 1994 Tratamento Dose de N Produtividade Efic. Agron. kg ha Sem N Produtores ,3 2,2 Clorofilômetro ,7 2,4 (35 SPAD) MAIOR PRODUTIVIDADE COM MENOR DOSE MAIOR EFICIÊNCIA CASSMAN et al. (1998)
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RECOMENDAÇÃO DE ADUBAÇÃO
TRIGO (Kentucky - EUA, 1997) N = 6,7 + (7,8 X D) N = kg N ha-1 no estádio Fk 5 D = diferença entre o SPAD no campo e o SPAD na área de referência. Exemplo: no Fk 5 Área Ref. = 52 unidades SPAD Lavoura = 48 unidades SPAD Aplicar: N = 38 kg ha-1 MURDOCK et al. (1997)
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RECOMENDAÇÃO DE ADUBAÇÃO FONTE: PIEKIELIEK et al. (1995)
(-5,17 x SPAD) + 311,22 FONTE: PIEKIELIEK et al. (1995)
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X = Kg/ha de N a ser aplicado, Y = LEITURA SPAD
X = (61,95 – Y) x 19,34 X = Kg/ha de N a ser aplicado, Y = LEITURA SPAD Figura 14. Estimativa de recomendação nitrogenada com base nas leituras SPAD de clorofila para cafeeiro em produção. Fonte: Furlani Júnior et al. (2006)
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Definir padrão de utilização.
CONCLUSÃO: O clorofilômetro é mais uma ferramenta para diagnosticar o estado nutricional da planta (N). Definir padrão de utilização. Mais trabalhos de calibração devem ser realizados. Pode ser usado para recomendação da adubação nitrogenada.
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MUITO OBRIGADO
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Phycoerythrin Chlorophyll b Phycocyanin B-Carotene Chlorophyll a
Short wavelength High energy Long wavelength Low energy Phycoerythrin Chlorophyll b Phycocyanin B-Carotene Chlorophyll a Ultraviolet Infrared X-Rays wavelength, nm
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Alina Kowalczyk-Juśko, Bogdan Kościk
Kowalczyk-Juśko A. , Kościk B POSSIBLE USE OF THE CHLOROPHYLL METER (SPAD - 502) FOR EVALUATING NITROGEN NUTRITION OF THE VIRGINIA TOBACCO, EJPAU 5(1), #05. Available Online: POSSIBLE USE OF THE CHLOROPHYLL METER (SPAD - 502) FOR EVALUATING NITROGEN NUTRITION OF THE VIRGINIA TOBACCO Alina Kowalczyk-Juśko, Bogdan Kościk
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