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PERSPECTIVAS DE USO DE MÉTODOS ALTERNATIVOS DE DIAGNÓSTICO: MEDIÇÃO INDIRETA DA CLOROFILA.

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Apresentação em tema: "PERSPECTIVAS DE USO DE MÉTODOS ALTERNATIVOS DE DIAGNÓSTICO: MEDIÇÃO INDIRETA DA CLOROFILA."— Transcrição da apresentação:

1 PERSPECTIVAS DE USO DE MÉTODOS ALTERNATIVOS DE DIAGNÓSTICO: MEDIÇÃO INDIRETA DA CLOROFILA

2 PORQUE UTILIZAR O CLOROFILÔMETRO? COMO FUNCIONA? COMO UTILIZÁ-LO CORRETAMENTE?

3 CLOROFILÔMETRO: PRINCÍPIOS E APLICAÇÕES

4 Figura 1. Representação esquemática de um colorímetro.

5 Figura 2. Representação esquemática de um espectrofotômetro.

6 LEDS RECEPTOR AMPLIFICADOR CONVERSOR A/D PROCESSADOR MEMÓRIA VISOR

7 CLOROFILÔMETRO CM SPECTRUM

8 FITA DE REFERÊNCIA - ARROZ

9 NITROGÊNIO NUTRIENTE EXTRAÍDO EM GRANDES QUANTIDADES DINÂMICA COMPLEXA NO SOLO NITROGÊNIO Fixação assimbiótica

10 NITROGÊNIO DINÂMICA MUITO COMPLEXA NO SOLO TEOR DE NITROGÊNIO NO SOLO (ANÁLISE QUÍMICA DO SOLO) ??? Matéria orgânica pouco preciso

11 NITROGÊNIO NUTRIENTE EXTRAÍDO EM GRANDES QUANTIDADES

12 MANEJO DA ADUBAÇÃO NITROGENADA SEMEADURA ESPÉCIE, PRODUTIVIDADE ESPERADA PRODUTIVIDADE ESPERADA DOSE DE N A SER APLICADA Parcelada em n aplicações EM COBERTURA PRODUTIVIDADE ESPERADA HISTÓRICO DA ÁREA: HISTÓRICO DA ÁREA: TEXTURA DO SOLO TEXTURA DO SOLO PRECIPITAÇÃO PRECIPITAÇÃO MODO DE PREPARO DO SOLO MODO DE PREPARO DO SOLO [N] NAS FOLHAS – PERENES [N] NAS FOLHAS – PERENES PREÇO DO PRODUTO COLHIDO PREÇO DO PRODUTO COLHIDO

13 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)

14 PLANTA COMO INDICATIVO DO N DISPONÍVEL NO SOLO TEOR DE NITROGÊNIO NA FOLHA (ANÁLISE QUÍMICA) COLETA LABORATÓRIO ANÁLISE INTERPRETAÇÃO RECOMENDAÇÃO CULTURAS PERENES CULTURAS PERENES CULTURAS ANUAIS = PRÓXIMO CICLO CULTURAS ANUAIS = PRÓXIMO CICLO DIAGNOSE VISUAL O SINTOMA JÁ É VISÍVEL

15 RESPOSTA DA PLANTA – DISPONIBILIDADE DE N

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18 RESPOSTA DA PLANTA DEFICIÊNCIA DE N CLOROSE NAS FOLHAS VELHAS REDUÇÃO NA SÍNTESE DE CLOROFILA

19 RESPOSTA DA PLANTA DIAGNOSE VISUAL AFETOU A PRODUTIVIDADE - CLOROFILÔMETRO - DETECTAR A REDUÇÃO NA COLORAÇÃO VERDE DAS FOLHAS ANTES DE SE TORNAREM CLORÓTICAS > N INSUF. NO SOLO < N NA PLANTA NA SÍNTESE CLOROFILA REDISTRIB. DO N CLOROSE NAS FOLHAS VELHAS

20 DEFICIÊNCIA DE NITROGÊNIO GODOY & VILLAS BÔAS (2001) 9,1 2,2 5,6 7,1

21 CLOROFILÔMETRO SPAD-502 VALORES: 0,0 a 99,9 ARROZ ESPESSURA DA FOLHA = 1,2 mm ÁREA DE LEITURA = 2 X 3 mm PORTÁTIL (campo) MEDIDA INSTANTÂNEA FÁCIL OPERAÇÃO NÃO DESTRUTIVA GRANDE AUTONOMIA MUITAS PESQUISAS

22 CLOROFILÔMETRO SPAD PALM TOP Entrada RS-232

23 30 leituras 4500 leituras 1500 c/ GPS + CLOROFILÔMETRO SPAD DATA LOGGER + GPS

24 N-TESTER (HYDRO)

25 CLOROFILÔMETRO CM-1000 SPECTRUM VALORES: 1 a 999 DESENVOLVIDO PELA NASA REFLECTÂNCIA IDEAL PARA GRAMADOS (folhas pequenas) (folhas pequenas) CÂMARA DIGITAL ESPECTRORADIÔMETRO IMAGEM DE SATÉLITE

26 FITA DE REFERÊNCIA - ARROZ

27 COMO FUNCIONA?

28 COMO FUNCIONA? TRANSMITÂNCIA DE LUZ LEDS RECEPTOR AMPLIFICADOR CONVERSOR A/D PROCESSADOR MEMÓRIA VISOR

29 ABSORÇÃO DA LUZ PELA CLOROFILA (IN VITRO) LED 650 nm alta absorção pelas moléc. de clorofila LED 940 nm baixa absorção (fator de correção)

30 COMO FUNCIONA? TRANSMITÂNCIA DE LUZ (I650/I940) S/ FOLHA – (I650/I940) FOLHA = valor SPAD

31 Diagrama de uma célula vegetal. As duas paredes celulares primárias adjacentes, juntamente com a lamela média, formam uma estrutura complexa, denominada lamela média composta.

32 A estrutura da folha

33 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 CO 2 difunde-se na direção oposta, ao longo de seu gradiente de concentração (baixa no interior, mais alta no exterior).

34 95% 60% COMO FUNCIONA? TRANSMITÂNCIA DE LUZ 100% 650 nm940 nm f = [clorofila] f = espessura % água

35 (I650/I940) S/ FOLHA – (I650/I940) FOLHA = valor SPAD FOLHA MAIS VERDE > VALOR SPAD COMO FUNCIONA? TRANSMITÂNCIA DE LUZ

36 Fig. 5. Relationship between total N content and chlorophyll meter readings Kowalczyk-Juśko e Kościk (2002)

37 Fig. 6. Relationship between tobacco leaf yield and chlorophyll meter readings Kowalczyk-Juśko e Kościk (2002)

38 TEOR DE CLOROFILA X MEDIDA DO SPAD-502

39 Espécie Correlação Referência Feijão 0,95 Marquard & Tipton (1987) Milho 0,83 Dwyer et al. (1990) Algodão 0,94 Marquard & Tipton (1987) Arroz 0,93 Monje & Bugbee (1989) Trigo 0,94 Monje & Bugbee (1989) Amendoim 0,93 Marquard & Tipton (1987) Soja 0,94 Monje & Bugbee (1989) Girassol 0,94 Marquard & Tipton (1987) Café 0,95 Lima Filho et al. (1997) Pêssego 0,84 Yadava (1986) Uva 0,90 Fanizza et al. (1991) Melão 0,85 Azia & Stewart (2001) Laranja 0,94 Pestana et al. (2001) Batata 0,97 Vos & Bom (1993) Alho 0,88 Godoy et al. (2002) Espinafre 0,95 Marquard & Tipton (1987)

40 TEOR DE N X MEDIDA DO SPAD-502 Espécie Correlação Referência Feijão 0,97 Furlani Júnior et al. (1996) Milho 0,97 Chapman & Barreto (1997) Algodão 0,79 Wood et al. (1993) Arroz 0,93 Peng et al. (1993) Trigo 0,90 Reeves (1993) Amendoim 0,93 Marquard & Tipton (1987) Soja 0,94 Monje & Bugbee (1989) Girassol 0,94 Marquard & Tipton (1987) Café 0,85 Santos et al. (2003) Laranja 0,72 Godoy (2003) (não publicado) Manga 0,95 Shaahan et al. (1999) Goiaba 0,97 Shaahan et al. (1999) Batata 0,97 Vos & Bom (1993) Pimentão 0,93 Villas Bôas (2001) Tomate 0,76 Guimarães et al. (1999)

41 TEOR DE N X MEDIDA DO CLOROFILÔMETRO GODOY (2002) MILHO NO PENDOAMENTO (SÃO MANUEL, 2001) 50 a 70% do N na folha se encontra ligado aos cloroplastos

42 METODOLOGIA DE UTILIZAÇÃO

43 AMOSTRAGEM NÚMERO DE FOLHAS ?? QUAL FOLHA ?? EM QUE LOCAL DA FOLHA ?? QUANTAS MEDIDAS/FOLHA? QUANDO AMOSTRAR? OUTROS CUIDADOS

44 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

45 QUAL FOLHA AMOSTRAR 32,9 38,4 48,8 18,8 41,5 40,9 44,9 43,3 Villas Bôas (dados não publicados)

46 EM QUE LOCAL DA FOLHA? Chapman & Barreto (1997) MILHO folha muito comprida Fixar um local de amostragem Ex.: 20 cm da ponta da folha

47 EM QUE LOCAL DA FOLHA? Distância da margem da folha? Fixar um local de amostragem Ex.: 6 mm da margem da folha

48 QUANDO REALIZAR AS MEDIDAS? Dwyer et al. (1990) EFEITO DA TEMPERATURA NA MEDIDA DO CLOROFILÔMETRO NA FOLHA 10 DA PLANTA MILHO Temperatura Medida do Clorofilômetro (dia/noite) unidades SPAD 16/7 °C 36,3 23/14 °C 58,7 33/24 °C 65,9 REALIZAR MEDIDAS NO PERÍODO DA MANHÃ (8 às 10hs)

49 UTILIZAÇÃO DO CLOROFILÔMETRO NO MANEJO DA ADUBAÇÃO NITROGENADA

50 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.

51 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

52 QUAL FOLHA AMOSTRAR 32,9 38,4 48,8 18,8 41,5 42,9 44,9 43,3 Villas Bôas (dados não publicados)

53 DEFICIÊNCIA DE OUTROS NUTRIENTES

54 ÁREA DE REFERÊNCIA ALTA DOSE DE N 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

55 FONTE: SCHEPERS et al. (1992)

56 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

57 CASSMAN et al. (1998) 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 kg ha Sem N Sem N Produtores ,3 2,2 Clorofilômetro ,7 2,4 (35 SPAD) (35 SPAD) MAIOR PRODUTIVIDADE COM MENOR DOSE MAIOR EFICIÊNCIA

58 MURDOCK et al. (1997) 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. de referência. Exemplo: no Fk 5 Área Ref. = 52 unidades SPAD Lavoura = 48 unidades SPAD Lavoura = 48 unidades SPAD Aplicar: N = 38 kg ha -1

59 FONTE: PIEKIELIEK et al. (1995) RECOMENDAÇÃO DE ADUBAÇÃO (-5,17 x SPAD) + 311,22

60 Figura 14. Estimativa de recomendação nitrogenada com base nas leituras SPAD de clorofila para cafeeiro em produção. Fonte: Furlani Júnior et al. (2006) X = (61,95 – Y) x 19,34 X = Kg/ha de N a ser aplicado, Y = LEITURA SPAD

61 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.

62 MUITO OBRIGADO

63 Short wavelength High energy Long wavelength Low energy wavelength, nm wavelength, nm wavelength, nm wavelength, nm X-RaysX-RaysUltravioletUltraviolet InfraredInfrared Chlorophyll b B-Carotene Phycoerythrin Phycocyanin Chlorophyll a

64 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: /art-05.html /art-05.html 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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