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

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

PRINCÍPIOS E APLICAÇÕES CLOROFILÔMETRO: PRINCÍPIOS E APLICAÇÕES

Figura 1. Representação esquemática de um colorímetro.

Figura 2. Representação esquemática de um espectrofotômetro.

LEDS RECEPTOR AMPLIFICADOR CONVERSOR A/D PROCESSADOR MEMÓRIA VISOR

CLOROFILÔMETRO CM-1000 SPECTRUM

FITA DE REFERÊNCIA - ARROZ

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

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

NUTRIENTE EXTRAÍDO EM GRANDES QUANTIDADES NITROGÊNIO NUTRIENTE EXTRAÍDO EM GRANDES QUANTIDADES

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

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)

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

RESPOSTA DA PLANTA – DISPONIBILIDADE DE N

RESPOSTA DA PLANTA – DISPONIBILIDADE DE N

RESPOSTA DA PLANTA – DISPONIBILIDADE DE N

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

<< 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 >>

DEFICIÊNCIA DE NITROGÊNIO 65 60 55 45 50 40 25 35 5,6 7,1 2,2 9,1 GODOY & VILLAS BÔAS (2001)

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

CLOROFILÔMETRO SPAD-502 + PALM TOP Entrada RS-232

CLOROFILÔMETRO SPAD-502 + DATA LOGGER + GPS 4500 leituras 1500 c/ GPS 30 leituras

N-TESTER (HYDRO)

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

FITA DE REFERÊNCIA - ARROZ

COMO FUNCIONA?

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

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

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

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.

A estrutura da folha

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).

COMO FUNCIONA? TRANSMITÂNCIA DE LUZ 100% 100% 650 nm 940 nm f = [clorofila] f = espessura % água 60% 95%

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

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

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

TEOR DE CLOROFILA X MEDIDA DO SPAD-502

TEOR DE CLOROFILA X MEDIDA DO SPAD-502 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)

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)

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)

METODOLOGIA DE UTILIZAÇÃO

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

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

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

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

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

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 36,3 23/14 °C 58,7 33/24 °C 65,9 REALIZAR MEDIDAS NO PERÍODO DA MANHÃ (8 às 10hs) Dwyer et al. (1990)

UTILIZAÇÃO DO CLOROFILÔMETRO NO MANEJO DA ADUBAÇÃO NITROGENADA

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.

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

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

DEFICIÊNCIA DE OUTROS NUTRIENTES

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

FONTE: SCHEPERS et al. (1992)

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”

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-1 -------- Sem N 0 4460  300 -- Produtores 134  10 6500  210 15,3  2,2 Clorofilômetro 120  3 7310  230 23,7  2,4 (35 SPAD) MAIOR PRODUTIVIDADE COM MENOR DOSE  MAIOR EFICIÊNCIA CASSMAN et al. (1998)

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)

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

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)

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.

MUITO OBRIGADO

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 0.01 10 380 450 495 570 590 620 750 wavelength, nm

Alina Kowalczyk-Juśko, Bogdan Kościk Kowalczyk-Juśko A. , Kościk B. 2002. POSSIBLE USE OF THE CHLOROPHYLL METER (SPAD - 502) FOR EVALUATING NITROGEN NUTRITION OF THE VIRGINIA TOBACCO, EJPAU 5(1), #05. Available Online: http://www.ejpau.media.pl/volume5/issue1/agronomy/art-05.html POSSIBLE USE OF THE CHLOROPHYLL METER (SPAD - 502) FOR EVALUATING NITROGEN NUTRITION OF THE VIRGINIA TOBACCO Alina Kowalczyk-Juśko, Bogdan Kościk