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_ PORTAMENTO D PI ENTA DO [PIPER NIGRUM L Vicente H Therezinh VOLUME 1 NÚMERO 2 BELÉM - PARÁ -BRAS ----------------------

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MA-DNPEA

I SlnUTO O[ P[SijUIS4 fiCROP[CUftRlft 00 NORT[(I PEAN)

SERIE : BOTÂNICA E FISIOLOGIA VEGETAL

,_ PORTAMENTO HIDRICO

D PI ENTA DO REINO[PIPER NIGRUM L.}

Vicente H. F. MoraesTherezinha X. Bastos

VOLUME 1 NÚMERO 2 ANO 1972

BELÉM - PARÁ -BRASIL

--------------------------------~--~

MA-DNPEA

INSIITUTO DE PESQUISA üCROPECUftRlft DO NORTE(I PEAN)

SERIE ; BOTÂNICA E FISIOLOGIA VEGETAL

,OMPORTAMENTO HIDRICO

PIMENTA DO REINO(PIPER NIGRUM L. J

Vicente H. F. Moraes •Therezinha X. Bastos **

( * ) - Pesquisador em Agricultura. Setor de Botânica e FisiologiaVegetal do IPEAN. Bolsista do Conselho Nacional de Pesoquisas. Têrmo de Contrato nO 10.592.

(**) - Chefe do Setor de Climatologia Agricola do IPEAN. Bolsistado Conselho NacioQal de Pesquisas. Têrmo de ContratonQ 14.622.

:mste trabalho foi executado graças ao suportefinanceiro oriundo de convênios que o Instituto dePesquisa Agropecuária do Norte - IPEAN mantémcom a Superintendência do Desenvolvimento daAmazônia - SUDAM, possibilitando a divulgaçãode técnicas e resultados de pesquisas, que visamsobretudo à resolução de problemas básicos da agri-cultura amazônica.

COMPORTAMENTO HrDRICO DA PIMENliA DO REINO

(Piper nigrum L.)

MORAES, V. H. F.BASTOS, T. X.

SINOPSE: Na estação menos chuvosa, em julho de 1970,foram determinados os parâmetros fisiológicos relativos àtranspiração, conteúdo, d'água foliar, déficit de saturaçãofoliar e abertura estomática em diferentes horas do dia,em pimenteiras adultas cultivadas com e sem coberturamorta de serragem.

As plantas sem cobertura morta apresentaram maiorrestrição de transpiração e maiores déficits de saturaçãofoliar que as cultivadas com cobertura morta, embora oconteúdo d'água no solo sem cobertura estivesse apenasum pouco abaixo do conteúdo d'água do solo com cober-tura.

De acôrdo com o comportamento hfdrico verificadona pimenta do reino, pode-se classificar essa cultura comomoderadamente resistente à sêca, apresentando um meca-nismo típico de escapamento à desidratação dos tecidospor uma eficiente redução de transpiração com o fecha-mento dos estômatos.

As fôlhas do lado Norte, mais atingidas pelo Sol, apre-sentam déficits de saturação foliar sensivelmente maioresque as fôlhas do lado Sul, e êsse fato é correlacionadoi coma menor produção de frutos, verificada no quadrante

ordeste.

Com a perda de 8,8% do conteúdo d'água original afo ossíntese aparente é anulada.

É possível prever um aumento da produção com a irri-gação controlada, em áreas com déficits hídricos anuaismaiores que os verificados em Belém, e sugere-se verificarexperimentalmente o efeito sôbre a produção da orienta-ção Norte-Sul, para as linhas de plantio.

-3-

INTRODUÇAOEstudos de balanços hídricos, realizados no IPEAN, se-

gundo o método de Thornthwaite 1955, revelaram que, nasdiferentes áreas onde a pimenta do reino é cultivada no mun-do, há grandes variações nas condições hídricas (Moraes eBastos, 1972).

Em Djakarta, na Indonésia, o déficit hídrico anual foicalculado em 245mm. Em Tomé-Açú, no Estado do Pará, odéficit é de 360mm. Déficits hídricos anuais ainda mais ele-vados foram encontrados para Hambatota no Ceilão, com636mm e na índia, de 300mm a 840mm.

Em Belém, no Pará, e em Colombo, no Ceilão, os déficitssão bem reduzidos, na ordem de 30mm. anuais.

A maior parte do cultivo da pimenta elo reino, no mun-do, é feita com sombreamento, ou utilizando-se tutores vivos.Na índia é encontrada, quase sempre, em consoreíação comoutras culturas. Nessas condições, a perda de água por trans-píração das fôlhas da pimenta é reduzida, e assim se explicao seu cultivo em condições de déficits hídricos tão elevados,como os acima referidos.

Na Amazônia a cultura da pimenta do reino é feita comtutoramento de estacões, adubação orgânica e mineral pesa-da e sem sombreamento: nestas condições, os rendimentostem se revelado superiores aos de outras áreas.

A pimenta do reino, como o cacau, cresce no seu habitatnatural, no sub bosque das florestas tropicais, e do mesmomodo que o cacau, exige maior quantidade de nutrientesquando cultivada a céu aberto, obtendo-se, no entanto, umacréscimo sensível nos rendimentos.

Com referência ao cacau, sabe-se que as plantas jovensexigem sombreamento pela incapacidade de suprir as fôlhascom água suficiente, em condições de transpiração alta, de-vido ao pequeno volume, de solo explorado pelo sistema radi-cular em desenvolvimento.

Para o cacau, conta-se com apreciável soma de dados in-formativos referentes às relações hídricas (Alvim, P. de T.,

-4-

1960), ao passo que para a pimenta do reino não se dispõe dedados a respeito, a não ser a correlação existente entre a redu-ção da precipitação pluviométríca e o início da floração,(Maistre, J., 1964) e que o excesso de precipitação é preju-dicia durante a floração (Martin e Gregory, 1962).

Os dados apresentados nêste trabalho são uma contri-buição ao conhecimento da economia d'água na pimenta dorei o. havendo necessidade de estendê-tos com estudos a se-

realizados em outros locais e em diferentes épocas do ano.

. lATERIAL E MÉTODOS

utilizadas, para estudo, plantas adultas em fran-ca ção de pimental do IPEAN, cujo plantio foi reali-

de modo usual na Amazônia, com tutoramento de esta-co passo de 3x31 metros.

Os dados de campo foram coletados na estação menoscnnvosa. em julho de 1970.

O andamento diurno da transpiração, conteúdo d'águaDéficit de Saturação foliar e Abertura Estomática fo-

de erminados, para efeitos comparativos, em plantasco rtura morta de serragem e sem cobertura, com ca-a enxada das plantas invasoras. As fôlhas para estudo

fora escolhidas da parte exterior não sombreada, a cêrcade de altura. Não foi realizado um ciclo completo de2~ 1: ras de observações, porque a partir das 18 horas a trans-píracão e a evaporação descem a valôres fora do alcance do'; . e de precisão da balança de torsão, conduzindo a errosgross . os na determinação da Transpiração Relativa princi-palme e, e por outro lado, logo após as 18 horas, as fôlhasse recompõem do Déficit de Saturação, atingindo logo o má-ximo de gidez.

1 - Água no solo: O Conteúdo d'água, Capacidade deCam e Ponto de Murcha Permanente foram determinadossegundo as técnicas rotineiras, citadas em Valio et aI. (1966).Apesar da importância discutível do Ponto de Murcha, êle éaqui incluido como ponto de referência, à falta de elementospara um estudo dos parâmetros termodinâmicos da água nosolo.

-5-

2 - Radiação solar.' Determinada em Actinógrafo Fuess,instalado no Setor de Clímatología Agrícola do IPEAN, a cêr-ca de 600 metros do pimental.

3 - Temperatura e umidade relativa: ~sses dados fo-ram registrados em Termohigrógrafo Belfort, instalado a1,5Omdo solo, no pimental.

4 - Balanço Hídrico segundo Thornthwaite: Foramutilizadas as médias mensais de precipitação e temperatura,obtidas no Setor de Climatologia do IPEAN, aplicando-se ométodo de cálculo de Thornthwaíte 1955 com 125mm paracapacidade e armazenamento do solo.

5 - Poder Euaporante do ar: utilizou-se o método gra-vimétrico, em modificação do evaporímetro de Piche, descritopor Labouriau et al. (1961). As determinações foram feitassimultâneamente com as pesadas sucessivas das fôlhas.

6 - Conteúdo d'água Foliar: Determinado com base nopêso sêeo em estufa a 100°C,empregando-se a expressão:

(pêso fresco - pêso sêco) 100C.A.% =

pêso sêco

7 - Déficit de Saturação Foliar (índice de Stocker)As fôlhas foram colocadas em câmaras de saturação indivi-dual, para determinação do pêso saturado, e pesadas a cada2 horas. O D.S.% foi determinado em plantas com e semcobertura morta, sendo as fôlhas coletadas um pouco antesdas fôlhas usadas para determinar a transpiração. No diaseguinte, foram coletadas, ao mesmo tempo, fôlhas do ladoNorte e do lado Sul, em planta sem cobertura morta, deter-minando-se o D.S.% em amostras de 10 fôlhas.

8 - Abertura Estomática: Determinada pela série doslíquidos infiltrantes de Alvim e Havis (1954).

9 - Transpiração: Determinada em bal-ança de tor-são Jung, pelo método das pesadas rápidas, com intervalos de3 minutos entre as pesadas. Os valôres utilizados nos grá-ficos se referem à primeira diferença de pêso.

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RESULTADOS1 - Agua no Solo: O quadro 1 apresenta os valôres

cbtídos para o Conteúdo d'água do Solo, com base no pêsosêco, em estufa a 110°C,Capacidade de Campo e Ponto deMurcha Permanente, em amostras colhidas a 0-10cm e10-20cmde profundidade. O solo com cobertura morta apre-senta valôres mais elevados de Conteúdo d'água, Capacidadede campo e Ponto de Murcha. Como é sabido, a coberturamor a além do efeito reduzir as perdas de umidade no solodiminuindo a evaporação, aumenta também a capacidade deretenção, através do aumento do teor de matéria orgânica.

QUADRO 1 - Agua do Solo

I Profun- Conteúdo Capacidade Ponto dedidade murcha Per-

em d'Agua % de campo % manente%

180.0 com O - 10 22,8 25,0 8,7Cobertura

10 - 20 23,0 24,8 8,2

So o semCobertura

O - 10 23,016,6 7,3

10 - 20 17,4 22,6 7,1

2 - Dados fisiológicos: Ográfico 1 apresenta os valôresencontrados para a transpiração, poder evaporante do ar etranspíração relativa, em plantas com cobertura morta.A partir das 11 horas da manhã verifica-se uma restrição datranspíração, que se extende até cêrca das 15 horas, confor-me pode ser verificado pela transpiração relativa.

Nas plantas sem cobertura morta, (gráfico 2) a restri-ção é mais intensa, com um máximo por volta do meio dia.voltando a transpiração relativa a elevar-se ao mesmo níveldas primeiras horas da manhã, a partir das 15 horas.

-7-

o gráfico 5 apresenta um exemplo do comportamento deuma fôlha em pesadas sucessivas.

A redução da transpiração, melhor avaliada pela trans-piração relativa, é consequêncía da diminuição da aberturacstomátíca. De acôrdo com o quadro 2, há concordância en-tre os valôres mais baixos de abertura estomática e da trans-piração relativa.

Os valôres que expressam a abertura estomática se refe-lem ao número da mistura XiloljNujol com mais alta por-centagem de Nujol, capaz de penetrar nas fôlhas.

QUADRO2 - Abertura Estomátíca

H o r a s Plantas sem Plantas comcobertnra morta cobertnra morta

6:30 96:43 97:15 107:28 108:45 108:56 109:20 89:31 10

10:50 610:57 911:20 511:26 713:30 513:37 715:45 715:52 816: 15 816:22 817:15 617:21 718:.00 218:08 2

;-8=-

No gráfico 3 estão expressas as variações diurnas do Con-teúdo d'água folíar e do Déficit de Saturação.

Verifica-se que nos dois casos, o Conteúdo d'água dimi-nui a partir das 8 horas atingindo um mínimo ao redor das12 horas, o que coincide com a restrição da verificada natranspiração. A redução no Conteúdo dágua correspondeaumento do Déficit de Saturação foliar.

Nas plantas sem cobertura morta, os Déficits de Satura-ção são mais elevados e há maior redução no Conteúdo d'água.

As amostras para determinação do Conteúdo d'água, Dé-ficit de Saturação e Transpiração foram sempre tomadas emfôlhas atingidas pelo sol.

Na planta sem cobertura morta, onde foram compara-dos os Déficits de Saturação de fôlhas do lado Norte, maisatingidos pelo sol durante o dia, na época em que foram to-mados os dados de campo, e de fôlhas do lado sul (gráfico 4),apresenta notável diferença, com D.S.% mais elevados nasf'ôlhas do lado Norte, apresentando os mesmos valôres dasfôlhas usadas para compor o comportamento hídríco diurno(gráfico 3, plantas sem cobertura morta), ao passo que nasIôlhas do lado sul, os déficits não chegam a atingir 2%.

No teste em que se verificou a influência da perda deagua pelas fôlhas sôbre a fotossíntese, quando as fôlhas re-duziram o Conteúdo d'água (em relação ao pêso sêcoj de273% para 240%, a fotossíntese aparente foi anulada. Trans-formando-se êsses dados para porcentagem de perda d'águaem relação ao conteúdo original chega-se ao valôr de 8,8%.

3 - Dados climáticos: O quadro 3 contém os valôresda temperatura e umidade relativa do ar, coincidindo o pe-ríodo de menor umidade relativa e maior temperatura, coma restrição verificada na transpiração, redução no Conteúdod'água foliar e correspondente acréscimo no Déficit de Sa-turação.

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o gráfico 6 refere-se ao balanço hídrico segundo Thorn-thwaite 1955, para o ano de 1970, em Belém, tendo sido de-tectado por êsse método apenas um ligeiro Déficit Hídrico nosolo. Nêsse ano não houve propriamente um período de es-tiagem, como nos anos anteriores.

Os valôres registrados da intensidade de radiação solarestão contidos no quadro 4.

CONCL USõ>-ES

1 - A pimenta do reino comporta-se como planta mo-deradamente resistente à sêca, através de um típico meca-nismo de escapamento (avoidance, conforme Levit, 1964).

2 - As fôlhas apresentam um elevado Conteúdo d'Aguae baixos valôres de Déficit de Saturação (gráfico 3) .

3 - O mecanismo de escapamento à sêca nos tecidosfolíares deve-se a regulação da abertura estomátíca (quadro2) pelo fechamento hidropassivo dos estômatos.

4 - A transpiração cuticular é baixa (gráfico 5) sendoa epiderme foliar recoberta por camada de cêra.

5 - Pequena redução na disponibiladade de água nosolo (quadro 1) pode influir na transpiração (gráficos 1 e 2)e no C.A.% e D.S.% (gráfico 3). Esta observação é mais umaevidência em favor da tese que afirma não estar a água dosolo igualmente disponível entre a Capacidade de Campo eFonto de Murcha Permanente.

6 - A perda d'água pelas fôlhas restringe a fotossínteseO valôr encontrado (8,8%) para o limite da porcentagem deperda d'água a partir do qual a fotossíntese aparente é anu-lada, é muito próximo dos 9,7% encontrados por Alvim et aI.(1965) .

7 - A intensidade de radiação solar, aumentando o po-der evaporante do ar, tem maior influência sôbre o compor-tamento hídrico da pimenta do reino, que o conteúdo dágua

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QUADRO 3 - Valôres de temperatura do ar e umidade relativa

Horas 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

T.oC 23,0 22,9 24,0 25,0 27,2 30,0 31,5 32,0 31,0 31,0 31,0 28,5 27,0

U.R.o/c 100 100 99 98 82 74 60 58 I 61 60 68 80 81I

QUADRO 4 - Radiação solar em Cal/cmá/mín.

""

Horas 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

Radia· ~.ção 01,02 0,05 0,20 0,90 1,10 1,14 1,05 0,45 0,70 0,82 0,70 0,33 0,06

Solar f

A radiação solar foi menor à tarde, devido ao aumento da nebulosidade.

no solo. Em uma mesma planta nas fôlhas do lado sul, me-nos atingidas pelo solo Déficit de Saturação é muito maisbaixo que nas fôlhas do lado Norte (gráfico 4). Os valôresmais altos do D.S.% nas fôlhas do lado Norte, correspondema porcentagem de perda d'água capazes de restringir a fotos-síntese.

DISCUSSÃO

Nas condições de Belém, há ampla disponibilidade hídrí-ca durante o ano, com pequenos déficits hídricos, a julgarpor estudos climáticos (Pereira, Xavier e Rodrigues, 1970').

Pelo comportamento fisiológico da pimenta do reino ve-rifica-se que mesmo com boa disponibilidade de água no solo,essa espécie restringe a transpiração nas horas de maior po-der evaporante do ar. No entanto, ela é cultivada em áreasde elevados déficits hídricos anuais, até acima de 600mm(Moraes e Bastos, 1972). Trata-se no entanto de áreas ondea cultura é feita com sombreamento, reduzindo-se portanto,a transpiração. Em cultura a pleno sol, em áreas de déficitshídrícos anuais elevados é possível a adaptação biológica dacultura, dado o seu mecanismo de escapamento, porém ocrescimento e a produção serão certamente diminuidos.

Mesmo em áreas com déficits hídrícos anuais modera-dos é possível prever um aumento da produção através dairrigação na cultura a pleno sol, respeitando-se um intervaloem que as irrigações seriam suspensas, para que se desenvol-vesse uma redução do potencial hídrico das plantas, aparen-temente necessário para indução da floração.

A diferença encontrada entre as fôlhas do lado Norte eas do lado Sul, sugerem fortemente como explicação para amenor produção de frutos verificada no quadrante Noroeste,por Sumida e Albuquerque (1971) que a maior perda deágua pelas fôlhas dêsse quadrante conduz ao fechamento dosestômatos durante a maior parte do dia e, em última ínstãn-da, à carência de carbohidratos para o crescimento dos fru-

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tos, devida a redução da rotossíntese. O Conteúdo d'Aguafoliar elevado é uma indicação de que a fotossíntese é redu-zida através do aumento de resistência estomática à difusãodo CO_ e não a baixa hidratação dos tecidos foliares.

. da o elevado Conteúdo d'Agua foliar indica que aCi eda dos frutos em desenvolvimento, mais acentuada noquadrante .l.ffi, não é devida à carência. No mês de julho de.• -o q do foram obtidos os dados de campo aqui apresen-

dos. 'á se erificava a queda dos frutos, mais acentuada noq ~ e TO oeste das plantas.

ria interessante verificar o efeito da orientação das lí-- e plantio sôbre a produção. É de se prever que a ori-

é!!~ ~ão -orte Sul, com menor espaçamento nêsse sentido, ouo com tutoramento em forma de espaldares, no senti-

do _- . de modo que haja maior sombreamento de uma plan-~2. -' re o outro nêsse sentido, seja também uma medida vá-ida para a obtenção de maiores colheitas.

há necessidade de complementar os dados apresentadosl: o estudo do comportamento hídrico da pimenta do reino

período de estiagem mais pronunciada, em Belém, e emo s oeaís onde ocorrem déficits hídrícos anuais mais ele--ados, como Tomé-Açú.

ABSTRACTS

ATER RELATIONSIN BLACKPEPPER (Piper nigrum L.)

A the end of the rainy season, in Belém, Pará, Brazil,a stud of the water relatíons in blaek pepper was undertaken,íncludíng the determinations of transpiration, Ieaf watercontent, leaf water deficit, stomatal aperture, and meteoro-togtcat parameters, as solar radiation, relative humidity, aírtemperature and soíl water conditions.

These studies were pertormed in plants cultivated withsaw dust mulching and in bare soil,

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The soíl under mulching had a higher water content andthe plants in bare soíl showed a higher midday restrínctíonor transpiration.

Net photosynthesis is stopped when 8,8% of the originalwater content in leaves is lost ,

Leaves in northern side loose more water through trans-piration than the leaves in southern side. The saturationdeficits are hígher in northern leaves, and the stomata closeearlíer. This may explain the younv fruit drop and lowerproduction found in the actions facing NW dírectíon, as dueto a decrease in net photosynthesís ,

It is suggested that wíth irrigation, in localities wherethe annual water deficít (Thornthwaite) is higher than inBelém, an increase in production night be expected.

Otherwíse, it would be worth to determine experimentalywether a NS direction to the planting lines would also con-tribute to a higher yeld.

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14 -

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-15 -

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sem cobertura morta

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PLANTAS SEM COBERTURA MORTA <Yo

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PLANTAS COM COBERTURA

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