Amostragem do índice SPAD em plantas de feijão guandu

Amostragem do índice SPAD em plantas de feijão guandu
Giovani Facco1
Alberto Cargnelutti Filho 2
Gustavo Oliveira dos Santos1
Réges Bellé Stefanello 3
1 - Introdução
O feijão guandu (Cajanus cajan (L.) Millsp.) pertence à família Leguminoseae. É uma
planta arbustiva, anual ou mais comumente semiperene, normalmente com 1 a 2 m de altura,
podendo atingir até 4 m em manejo plurianual. Tem grande importância como fonte de
alimento humano, forragem e também como cultura para adubação verde [6] e [7]. O método
padrão para a determinação de clorofila em plantas é realizado em laboratório e apresenta
desvantagens, já que é necessário destruir o material vegetal, demandando maior tempo [2].
Os medidores de clorofila portáteis, como Falker ClorofiLOG/CFL 1030 [3], podem ser
utilizados para medir o teor de clorofila nas pantas, sem a necessidade de destruir as folhas.
Esse método usa fotodiodos emissores em três comprimentos de onda [3] que utilizam
princípios ópticos não destrutivos, baseados na absorbância e refletância da luz pelas folhas,
tornando a determinação de clorofilas facilitada, rápida e eficiente, podendo ser realizada
diretamente no campo, obtendo os dados em tempo real [8]. Esse método é amplamente
usado nas culturas de milho, batata e trigo [1].
O equipamento calcula um número ou índice SPAD (Soil Plant Analysis Development)
que, normalmente, é altamente correlacionado com o teor de clorofila da folha [5]. O índice
SPAD pode variar entre plantas de uma cultura e entre os diferentes terços do dossel de uma
mesma planta. Dessa forma, é fundamental o conhecimento do local da planta a ser
amostrado, para a determinação do índice SPAD, a fim de contemplar ao máximo a
variabilidade do teor de clorofila dentro e entre plantas, de forma que a amostragem seja
representativa. No entanto, não foram encontrados trabalhos na literatura indicando o local
adequado a ser amostrado na planta, para a determinação do índice SPAD na cultura de feijão
1
Mestrando do Programa de Pós-graduação em Agronomia, UFSM, Santa Maria, RS, Brasil.
Departamento de Fitotecnia, Centro de Ciências Rurais (CCR), Universidade Federal de Santa Maria (UFSM), 97105-900, Santa Maria,
RS, Brasil. E-mail: [email protected]
3
Curso de Agronomia, Universidade Federal de Santa Maria (UFSM), Santa Maria, RS, Brasil.
Agradecimentos ao CNPq e a CAPES pelas bolsas concedidas e a FAPERGS pelo auxílio financeiro
2
1
guandu. Assim, o objetivo desse trabalho foi determinar o índice SPAD nos terços inferior,
médio e superior do dossel de plantas de feijão guandu e determinar o local adequado para a
amostragem.
2 - Material e Métodos
Foi conduzido um experimento em branco (sem tratamentos) com a cultura de feijão
guandu (Cajanus cajan (L.) Millsp.) cultivar ‘BRS Mandarim’, em uma área experimental de
1.848m2, localizada a 29º42'S, 53º49'W e a 95m de altitude. A semeadura foi realizada no dia
20/11/2012, em linha, com espaçamento entre fileiras de 50 cm e com densidade de 20
sementes por metro linear. A emergência das plantas ocorreu no dia 01/12/2012 e a adubação
de base utilizada foi de 800 kg ha-1 da fórmula NPK (05-20-20).
No dia 16/01/2013, aos 57 dias após a semeadura, a partir das nove horas e trinta
minutos, foram selecionadas, aleatoriamente, 30 plantas dentro da área útil do experimento.
Depois, em cada uma das folhas, das 30 plantas, foi mensurado os teores de clorofila A,
clorofila B e clorofila total nos três folíolos (central, direito e esquerdo). Após foi determinada
a média dos teores de clorofila A, clorofila B e clorofila total nos terços inferior, médio e
superior do dossel de plantas de feijão guandu. Os terços do dossel da planta foram divididos
de forma que cada terço representasse 33,33% das folhas de cada planta.
Para a análise de variância foi considerado o modelo matemático de um delineamento
experimental de blocos, onde a planta e os terços foram considerados, bloco e tratamento,
respectivamente. Os dados foram submetidos à análise de variância, para verificar se os teores
de clorofila (A, B e total) diferem entre as plantas e entre os terços do dossel da planta. As
médias dos teores de clorofila (A, B e total) entre os terços, foram comparadas por meio do
teste de Tukey, a 5% de probabilidade, com auxílio dos aplicativos SISVAR [4] e do
Microsoft Office Excel.
3 - Resultados e Discussão
Os teores médios de clorofila (índice SPAD) variaram de 15,5 a 36,4 para o teor de
clorofila A, de 3,3 a 15,7 para clorofila B, e de 19,1 a 52,1 para o teor de clorofila total
(Tabela 1). O menor desvio padrão foi para o teor de clorofila B (2,12) e o maior para o teor
de clorofila total (5,57). Os valores do coeficiente de variação oscilaram entre 43,52% para o
teor de clorofila A e 82,28% para o teor de clorofila B. Essa variabilidade pode ser explicada
pela diferença dos teores de clorofila entre as plantas e entre as folhas da planta. A
variabilidade dos teores de clorofila é, particularmente, importante, pois quantifica o teor de
2
células fotossinteticamente ativas no dossel da planta, e a amostragem dos teores de clorofila
devem contemplar esta variabilidade. Essa variabilidade sugere que é importante investigar se
os teores de clorofila diferem entre os terços da planta. Havendo variabilidade entre os terços
da planta seria adequado estratificar a amostra de forma aleatória dentro dos terços da planta,
para não subestimar ou superestimar os teores reais de clorofila.
Tabela 1. Média, desvio padrão, variância, curtose, assimetria, mínimo, máximo, e coeficiente de
variação (CV) dos teores de clorofila (ICF) (A, B e total) nas 30 plantas amostradas.
Estatística
Média
Desvio padrão
Variância
Curtose
Assimetria
Mínimo
Máximo
Coeficiente de variação (%)
Clorofila A
28,62
3,53
12,46
0,82
-0,76
15,50
36,40
43,53
Clorofila B
9,09
2,12
4,50
0,01
-0,05
3,30
15,70
49,47
Clorofila total
37,70
5,57
31,02
0,39
-0,50
19,10
52,10
82,28
A análise de variância demonstrou efeito significativo para os efeitos de planta e de
terços do dossel da mesma, o que indica existência de variabilidade dos teores de clorofila A,
B e total nos diferentes terços da planta e entre plantas (Tabela 2).
Tabela 2. Resumo da análise de variância, coeficiente de variação (CV) e média dos teores de
clorofila A, B e total em plantas de feijão guandu.
Fonte de variação Graus de Liberdade Soma de Quadrados
Clorofila A
Planta
29
473,91
Terço
2
182,30
Erro
58
93,47
CV (%)
4,48
Média
28,34
Clorofila B
Planta
29
178,01
Terço
2
52,15
Erro
58
27,39
CV (%)
7,70
Média
8,93
Clorofila Total
Planta
29
1201,96
Terço
2
429,09
Erro
58
212,92
Cv (%)
5,14
Média
37,27
Quadrado Médio Fc
Pr>Fc
16,34
91,15
1,61
10,14
56,56
0,00
0,00
6,14
26,08
0,47
13,00
55,21
0,00
0,00
41,45
214,54
3,67
11,29
58,44
0,00
0,00
Maiores valores de clorofilas A, B e total podem ser visualizados no terço médio da
planta (Figura 1), confirmando a variabilidade nos teores de células fotossinteticamente
3
ativas, dependendo da localização em que a folha se encontra no dossel da planta. Maiores
índices de clorofila proporcionaram maiores taxas fotossintéticas, e, consequentemente, maior
acúmulo de matéria seca na planta [10].
45
Terço inferior
Terço médio
Terço superior
39,4 a
40
34,3 c
Teor de clorofila
35
30
38,1 b
29,7 a 28,9 b
26,4 c
25
20
15
10
7,9 c
9,7 a 9,2 b
5
0
Clorofila A
Clorofila B
Clorofila total
Figura 1. Média de clorofila A, B e total nos terços inferior, médio e superior do dossel de plantas de
feijão guandu. Para cada clorofila, médias não seguidas de mesma letra, diferem pelo teste Tukey a
5% de probabilidade.
De maneira geral, o teor de clorofila A é maior que o teor de clorofila B, sendo estes
teores dispostos em maior quantidade no terço médio, seguido do terço superior e do terço
inferior (Figura 1). Essa diferença é atribuída ao posicionamento da folha em relação ao solo,
e a quantidade de radiação incidente sobre o mesmo. Como o índice SPAD relaciona-se com
teor de clorofila na planta ou com a intensidade do verde da folha, ele expressa o estado
nutricional nitrogenado em uma fase específica do ciclo da cultura [9]. Como há diferença do
teor de clorofila entre os terços da planta e entre plantas, para a amostragem é necessário
mensurar esses teores em todos os terços de um determinado número de plantas. Assim,
sugere-se estudos posteriores para a definição do número de plantas e de folhas em cada terço
da planta que devem ser amostrados para a estimação da média dos teores de clorofila A, B e
total.
4 - Conclusões
4
Há diferenças entre teores de clorofila (A, B e total) nos terços inferior, médio e
superior do dossel de plantas de feijão guandu. Para amostragem dos teores de clorofila é
recomendado fazer amostragem em cada terço da planta (amostragem estratificada).
5 - Referências
[1] ARGENTA, G. et. al. Clorofila na folha como indicador do nível de nitrogênio em
cereais. Ciência Rural, v.31, p.715-722, 2001.
[2] ARNON, D.I. Copper enzymes in isolated chloroplasts: polyphenoloxydase in Beta
vulgaris. Plant Physiology, v.24, p.1-15, 1949.
[3] FALKER Automação agrícola. Manual do medidor eletrônico de teor clorofila
(ClorofiLOG/CFL 1030). Porto Alegre, 33p, 2008.
[4] FERREIRA, D.F. SISVAR: Um programa para análises e ensino de estatística. Revista
Symposium, v.6, p.36-41, 2008.
[5] MARKWELL, J. et. al. Calibration of the Minolta SPAD-502 leaf chlorophyll meter.
Photosynthesis Research, v.46, p.467-472, 1995.
[6] MORTON, J. et al. A valuable crop of the tropics. Univ. Puerto Rico - Dep. of Agronomy
and Soils, 122p, 1982.
[7] OTERO, J.R. Vamos plantar guandu. O zebu das leguminosas. São Paulo. Chácaras e
Quintais. 1952. 16p.
[8] RICHARDSON, AD. et. al. An evaluation of noninvasive methods to estimate foliar
chlorophyll content. New Phytologist, p.185-194. 2002.
[9] SILVA, M.C.C. et. al. SPAD index in function of different times of measurement and
positions in leaflets of potato fertilized with nitrogen. Revista Ciência Agronômica, v.42,
p.971-977, 2011.
[10] SOUZA, R. A. et. al. Avaliação qualitativa e quantitativa da microbiota do solo e da
fixação biológica do nitrogênio pela soja. Pesquisa Agropecuária Brasileira, v. 43, p. 7182, 2008.
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