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PERSPECTIVAS DE USO DE MÉTODOS
ALTERNATIVOS DE DIAGNÓSTICO: MEDIÇÃO
INDIRETA DA CLOROFILA
PORQUE UTILIZAR O CLOROFILÔMETRO?
COMO FUNCIONA?
COMO UTILIZÁ-LO CORRETAMENTE?
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 - ARROZFITA DE REFERÊNCIA - ARROZ
NITROGÊNIO
DINÂMICA MUITO COMPLEXA NO SOLODINÂMICA MUITO COMPLEXA NO SOLO
TEOR DE NITROGÊNIO NO SOLO TEOR DE NITROGÊNIO NO SOLO (ANÁLISE QUÍMICA DO SOLO) ???(ANÁLISE QUÍMICA DO SOLO) ???
pH M.O. P S K Ca Mg Al H + Al SB T V mCaCl2 g.dm-3
0 - 20 4,0 12 7 12 1 10 5 4 20 16 36 44 20
Prof.mg.dm-3 mmolc.dm-3 %
Matéria orgânica Matéria orgânica pouco preciso pouco preciso
NITROGÊNIO
NUTRIENTE EXTRAÍDO EM GRANDES QUANTIDADES NUTRIENTE EXTRAÍDO EM GRANDES QUANTIDADES
N P K Ca Mg S Observações Cultura
kg.ha-1
Algodão(1) 50 9 42 14 6 20 Exportação em 2,4t
Batata(2) 120 20 180 4 9 10 30t/ha tubérculos
Café(3) 330 26 520 70 30 30 Exportação em 20sc
Citros(4) 144 12 120 - - 6 60t/ha
Feijão(5) 101 9 92 54 18 25 1,5t/ha grãos
Milho(4) 170 40 50 - - 12 10t/ha grãos
Soja(6) 246 23 74 37 20 46 3t/ha grãos
Tomate(4) 140 20 170 - - - 100t/ha frutos (1) Silva (1999) (2) Compilado por Vitti et al. (2001) 3) IBC (1981) (4) Raij et al. (1997) (5) Malavolta & Lima Filho (1997) (6) Embrapa (1993)
MANEJO DA ADUBAÇÃO NITROGENADA
SEMEADURASEMEADURA ESPÉCIE, ESPÉCIE, PRODUTIVIDADE ESPERADA PRODUTIVIDADE ESPERADA
DOSE DE N A SER APLICADAParcelada em n aplicações
EM COBERTURAEM COBERTURA PRODUTIVIDADE ESPERADA PRODUTIVIDADE ESPERADA HISTÓRICO DA ÁREA:HISTÓRICO DA ÁREA: TEXTURA DO SOLOTEXTURA DO SOLO PRECIPITAÇÃOPRECIPITAÇÃO MODO DE PREPARO DO MODO DE PREPARO DO SOLOSOLO [N] NAS FOLHAS – [N] NAS FOLHAS – PERENESPERENES PREÇO DO PRODUTO PREÇO DO PRODUTO COLHIDOCOLHIDO
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 TEOR DE NITROGÊNIO NA FOLHA (ANÁLISE QUÍMICA)QUÍMICA)
COLETACOLETA LABORATÓRIO LABORATÓRIO ANÁLISE ANÁLISE INTERPRETAÇÃO INTERPRETAÇÃO RECOMENDAÇÃO RECOMENDAÇÃO
CULTURAS PERENES CULTURAS PERENES CULTURAS ANUAIS = PRÓXIMO CICLO 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
RESPOSTA DA PLANTA
DEFICIÊNCIA DE N DEFICIÊNCIA DE N CLOROSE NAS FOLHAS CLOROSE NAS FOLHAS VELHASVELHAS
REDUÇÃO NA SÍNTESE DE CLOROFILAREDUÇÃO NA SÍNTESE DE CLOROFILA
RESPOSTA DA PLANTA
DIAGNOSE VISUAL DIAGNOSE VISUAL AFETOU A PRODUTIVIDADE AFETOU A PRODUTIVIDADE
- CLOROFILÔMETRO - DETECTAR A REDUÇÃO NA
COLORAÇÃO VERDE DAS FOLHAS ANTES DE SE TORNAREM
CLORÓTICAS<< DIAGNOSE PRECOCE >>
N INSUF.NO SOLO
< N NA PLANTA
NA SÍNTESE CLOROFILA
REDISTRIB. DO N
CLOROSE NAS FOLHAS VELHAS
DEFICIÊNCIA DE NITROGÊNIO
2535404550556065
GODOY & VILLAS BÔAS (2001)GODOY & VILLAS BÔAS (2001)
9,1 2,25,67,1
CLOROFILÔMETRO SPAD-502
VALORES: 0,0 a VALORES: 0,0 a
99,999,9
ARROZARROZ
ESPESSURA DA ESPESSURA DA
FOLHA = 1,2 mmFOLHA = 1,2 mm
ÁREA DE LEITURA ÁREA DE LEITURA
= =
2 X 3 mm2 X 3 mm
PORTÁTIL (campo)PORTÁTIL (campo)
MEDIDA MEDIDA INSTANTÂNEAINSTANTÂNEA
FÁCIL OPERAÇÃOFÁCIL OPERAÇÃO
NÃO DESTRUTIVANÃO DESTRUTIVA
GRANDE AUTONOMIAGRANDE AUTONOMIA
MUITAS PESQUISASMUITAS PESQUISAS
CLOROFILÔMETRO SPAD-502 + PALM TOP
Entrada RS-Entrada RS-232232
30 leituras30 leituras
4500 leituras4500 leituras1500 c/ GPS1500 c/ GPS
++
CLOROFILÔMETRO SPAD-502 + DATA LOGGER + GPS
N-TESTER (HYDRO)
CLOROFILÔMETRO CM-1000 SPECTRUM
VALORES: 1 a 999VALORES: 1 a 999
DESENVOLVIDO PELA DESENVOLVIDO PELA NASANASA
REFLECTÂNCIAREFLECTÂNCIA
IDEAL PARA IDEAL PARA GRAMADOSGRAMADOS (folhas pequenas)(folhas pequenas)
CÂMARA DIGITAL
ESPECTRORADIÔMETRO
IMAGEM DE SATÉLITE
FITA DE REFERÊNCIA - ARROZFITA 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 LED 650 nm alta absorção pelas moléc. de alta absorção pelas moléc. de clorofila clorofila
LED 940 nm LED 940 nm baixa absorção (fator de correção) baixa absorção (fator de correção)
COMO FUNCIONA? TRANSMITÂNCIA DE LUZ
(I650/I940)S/ FOLHA – (I650/I940)FOLHA = valor SPAD
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).
95%60%
COMO FUNCIONA? TRANSMITÂNCIA DE LUZ
100% 100%
650 nm 940 nm
f = [clorofila]f = espessura
% água
(I650/I940)S/ FOLHA – (I650/I940)FOLHA = valor SPAD
FOLHA MAIS VERDE > VALOR SPAD
COMO FUNCIONA? TRANSMITÂNCIA DE LUZ
Fig. 5. Relationship between total N content and chlorophyll meter readings
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 ReferênciaFeijão 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 ReferênciaFeijão 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
y = 0,454x - 2,288R2 = 0,8123
n = 36
5
10
15
20
25
30
28 33 38 43 48 53 58
Índice relativo de clorofila - IRC
Te
or
de
N n
a lâ
min
a f
olia
r, g
kg
-1
GODOY (2002)
MILHO NO PENDOAMENTO (SÃO MANUEL, 2001)
50 a 70% do N na folha se encontra ligado aos cloroplastos
METODOLOGIA DE UTILIZAÇÃO
AMOSTRAGEM
NÚMERO DE FOLHAS ??NÚMERO DE FOLHAS ??
QUAL FOLHA ??QUAL FOLHA ??
EM QUE LOCAL DA FOLHA EM QUE LOCAL DA FOLHA ????
QUANTAS QUANTAS MEDIDAS/FOLHA?MEDIDAS/FOLHA?
QUANDO AMOSTRAR?QUANDO AMOSTRAR?
OUTROS CUIDADOSOUTROS CUIDADOS
AMOSTRAGEM
NÚMERO DE FOLHAS ??NÚMERO DE FOLHAS ??
30 FOLHAS 30 FOLHAS
QUAL FOLHA ??QUAL FOLHA ??
RECÉM EXPANDIDARECÉM EXPANDIDA
EM QUE LOCAL DA FOLHA EM QUE LOCAL DA FOLHA ????
DEPENDE DA CULTURADEPENDE DA CULTURA
QUANTAS QUANTAS MEDIDAS/FOLHA?MEDIDAS/FOLHA?NO MÍNIMO DUASNO MÍNIMO DUASEVITAR NERVURASEVITAR NERVURAS
QUAL FOLHA AMOSTRAR
32,9
38,4
48,8
18,8
41,5
40,9
44,9
43,3
Villas Bôas (dados não Villas Bôas (dados não publicados)publicados)
EM QUE LOCAL DA FOLHA?
Distância da margem da Distância da margem da folha?folha?
Fixar um local de amostragem Fixar um local de amostragem Ex.: 6 mm da margem da Ex.: 6 mm da margem da folhafolha
UTILIZAÇÃO DO CLOROFILÔMETRO NO
MANEJO DA ADUBAÇÃO NITROGENADA
DEFICIÊNCIA DE OUTROS NUTRIENTES
ÁREA DE REFERÊNCIA
ÁREA DENTRO DA LAVOURA COM AS MESMAS CARACTERÍSTICAS DA LAVOURA (solo, clima, híbrido, etc..), MAS QUE RECEBE UMA - ALTA DOSE ALTA DOSE DE NDE 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)FONTE: SCHEPERS et al. (1992)
FONTE: PIEKIELIEK et al. (1995)FONTE: PIEKIELIEK et al. (1995)
RECOMENDAÇÃO DE ADUBAÇÃO RECOMENDAÇÃO DE ADUBAÇÃO
(-5,17 x SPAD) + 311,22
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
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 OBRIGADOMUITO OBRIGADO
Short wavelengthShort wavelengthHigh energyHigh energy
Long wavelengthLong wavelengthLow energyLow energy
0.010.01 1010 380380 450450 495495 570570 590590 620620 750750 wavelength, nmwavelength, nm
0.010.01 1010 380380 450450 495495 570570 590590 620620 750750 wavelength, nmwavelength, nm
X-R
ays
X-R
ays
X-R
ays
X-R
ays
Ult
ravi
ole
tU
ltra
vio
let
Ult
ravi
ole
tU
ltra
vio
let
Infr
ared
Infr
ared
Infr
ared
Infr
ared
Chlorophyll bChlorophyll b
B-CaroteneB-Carotene
PhycoerythrinPhycoerythrin
PhycocyaninPhycocyanin
Chlorophyll aChlorophyll a
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