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UNIVERSIDADE FEDERAL FLUMINENSE
ESCOLA DE ENGENHARIA
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA DE BIOSSISTEMAS -
PGEB
MARIANA DE OLIVEIRA PEREIRA
COEFICIENTE DE EXTINÇÃO E EFICIÊNCIA DE INTERCEPTAÇÃO DA
DENSIDADE DE FLUXOS DE FÓTONS FOTOSSINTÉTICOS EM TOMATE
CEREJA
NITERÓI - RJ
2015
MARIANA DE OLIVEIRA PEREIRA
COEFICIENTE DE EXTINÇÃO E EFICIÊNCIA DE INTERCEPTAÇÃO DA
DENSIDADE DE FLUXOS DE FÓTONS FOTOSSINTÉTICOS EM TOMATE
CEREJA
Dissertação apresentada à Universidade
Federal Fluminense, como parte das
exigências do Programa de Pós-Graduação
em Engenharia de Biossistemas, para
obtenção do Título de Mestre em
Engenharia de Biossistemas.
Linha de Pesquisa: Sistemas Agrícolas e
Ambientais.
Orientador: Gustavo Bastos Lyra, D.Sc
Coorientador: Carlos Rodrigues Pereira, D.Sc
NITERÓI - RJ
2015
P436 Pereira, Mariana de Oliveira
Coeficiente de extinção e eficiência de interceptação da densidade
de fluxos de fótons fotossintéticos em tomate cereja / Mariana de
Oliveira Pereira. – Niterói, RJ : [s.n.], 2015.
65 f.
Dissertação (Curso de Engenharia de Biossistemas) –
Universidade Federal Fluminense. Escola de Engenharia, 2015.
Orientadores: Gustavo Bastos Lyra, Carlos Rodrigues Pereira.
1. Agricultura orgânica. 2. Tomate. 3. Radiação solar. 4. Manejo
agrícola. I. Título.
CDD 631.584
MARIANA DE OLIVEIRA PEREIRA
COEFICIENTE DE EXTINÇÃO E EFICIÊNCIA DE INTERCEPTAÇÃO DA
DENSIDADE DE FLUXOS DE FÓTONS FOTOSSINTÉTICOS EM TOMATE
CEREJA
Dissertação apresentada à Universidade
Federal Fluminense, como parte das
exigências do Programa de Pós-Graduação
em Engenharia de Biossistemas, para
obtenção do Título de Mestre em
Engenharia de Biossistemas.
Linha de Pesquisa: Sistemas Agrícolas e
Ambientais.
Aprovada em 05 de agosto de 2015.
BANCA EXAMINADORA
NITERÓI - RJ
2015
DEDICATÓRIA
Dedico esta conquista aos meus pais Adilson Santos Pereira e Marisis de Oliveira
Pereira por todo amor, compreensão, paciência e incentivo.
Dedico também ao meu orientador Gustavo Bastos Lyra por me incentivar e me
proporcionar um aprendizado que levarei para toda a vida.
AGRADECIMENTOS
Dentro de minha crença religiosa, agradeço a Deus por me permitir concluir mais esta
etapa da minha vida e a Nossa Senhora por interceder por mim nos momentos difíceis.
Agradeço aos meus pais Adilson Santos Pereira e Marisis de Oliveira Pereira por todo
apoio, amor e dedicação. Ao meu irmão Victor Hugo de Oliveira Pereira pela parceria e amor.
A Gabriel Souza Jorge pelo amor, incentivo e paciência. E a todos os meus familiares que me
incentivaram, em especial: Leila Araújo e Márcia Helena.
Ao meu orientador professor Gustavo Bastos Lyra minha eterna gratidão. Obrigada por
todos os ensinamentos, pela efetiva orientação, pela dedicação, pela amizade e pela
disponibilidade. Obrigada por me ajudar em minha formação e amadurecimento acadêmico.
Ao professor e coordenador do Programa de Pós-Graduação em Engenharia de
Biossistemas (PGEB) Carlos Rodrigues Pereira por todo apoio, solicitude, incentivo e amizade.
Ao professor Leonardo Duarte Batista da Silva por toda a contribuição, por me permitir
a participação no experimento e pela generosa ajuda.
Agradeço a Marcos Filgueiras Jorge pela disponibilização dos dados sem os quais seria
impossível a realização deste trabalho.
Ao professor Leonardo da Silva Hamacher pela ajuda e paciência.
Meu agradecimento e carinho todo especial a minha parceira de experimentos, parceira
de estudos e acima de tudo grande amiga Fernanda Naiara Ribeiro. Tenho absoluta certeza de
que não teria conseguido sem você! Nossa amizade transpõe as barreiras geográficas.
A Cristina Moll Hüther agradeço os conselhos, ajuda, paciência e incentivo. E
principalmente pela amizade que está acima de tudo.
Agradeço o companheirismo de meus colegas de mestrado que não ousarei citar os
nomes para que eu não cometa a injustiça de me esquecer de alguém. Agradecimento especial
a Kátia Lacerda pelas ajudas no experimento e pelo carinho.
Agradeço a Lana toda a ajuda, carinho e amizade. E ao Anderson pelo apoio.
Agradeço ao PGEB e a todos os professores do programa por todo o conhecimento
adquirido e a vontade de ir além.
Ao CNPq pelo incentivo a pesquisa no Brasil.
“Agir, eis a inteligência verdadeira.
Serei o que quiser. Mas tenho que querer o que for.
O êxito está em ter êxito, e não em ter condições de êxito.
Condições de palácio tem qualquer terra larga, mas onde estará o palácio se não o
fizerem ali?”
Fernando Pessoa
RESUMO
Dentre os fatores ambientais que condicionam o crescimento e desenvolvimento das plantas, a
interceptação da radiação solar pelo dossel é o principal, pois participa dos processos
bioquímicos, como fotossíntese e transpiração. Em vista disto, objetivou-se no presente
trabalho estimar o coeficiente de extinção (k) e a eficiência de interceptação (Ԑint) em função da
densidade de fluxos de fótons fotossintéticos (DFFF) e do Índice de Área Foliar (IAF) para a
cultura do tomateiro cereja, cv. Perinha Água Branca, cultivado sob manejo orgânico em
condições de casa de vegetação instalada no Centro Estadual de Pesquisa em Agricultura
Orgânica (22°45,5’; 43°41 W; 34 m), Seropédica – RJ. O tomateiro foi submetido a diferentes
doses de nitrogênio (T1 = 0 %, T2 = 50 %, T3 = 100 %, T4 = 200 %, T5 = 300 % e T6 = 400
%) com base no valor de referência para a cultura (100 kg ha-1), aplicadas por meio de água
residuária de bovinocultura de leite. No período de 25/07 a 15/08/2012, foram realizadas com
um ceptômetro quatro campanhas semanais de medidas da densidade de fluxo de fótons
fotossintéticos abaixo (DFFFin) e acima do dossel (DFFFa) e estimativas do IAF. O coeficiente
k para cada tratamento foi obtido com base no modelo proposto por Monsi e Saeki (1953). A
eficiência de interceptação foi estimada pelo quociente entre DFFF absorvida pelo dossel
(DFFFabs = DFFFa - DFFFin) e DFFFa. Os testes estatísticos de Kolmogorov-Smirnov e Kruskal-
Wallis foram aplicados ao k e Ԑint para avaliar, respectivamente, a normalidade dos dados e se
as diferenças entre as medianas dos tratamentos aplicados foram significativas estatisticamente
(p < 0,05). Para o k não se observaram diferenças estatísticas significativas (p < 0,05), o que
indicou a uniformidade da estrutura do dossel. O valor mediano de k foi de 0,79, sendo similar
ao determinado por outros autores, também para o tomateiro, em diferentes sistemas de cultivo.
Esses resultados indicaram, assim, que a arquitetura do dossel foi o fator de maior influência
no coeficiente. Da mesma forma, a Ԑint não apresentou diferenças estatísticas significativas entre
os tratamentos para cada campanha, porém, a maior eficiência de interceptação foi alcançada
pelo tratamento T5 (Ԑint = 0,82 – 08/ago) e a menor pelo tratamento T3 (Ԑint = 0,52 – 25/07).
PALAVRAS-CHAVE: Solanum lycopersicum, manejo orgânico, radiação solar
ABSTRACT
Among the environmental factors that influence the growth and development of plants, the
interception of solar radiation by the canopy is the main element that participates of biochemical
processes such as photosynthesis and transpiration. Because of that, the objective of this paper
was to estimate the extinction coefficient (k) and the efficiency of interception (Ԑint) in function
of Photosynthetic Photon Flux Density (PPFD) and Leaf Area Index (LAI) for cherry tomato
crop, cv. Perinha Água Branca, grown under organic management in greenhouse located at
Seropédica – RJ (22°45,5' S, 43°41’ W; 34 m). The tomato was subjected to different nitrogen
levels (T1 = 0 %, T2 = 50 %, T3 = 100 %, T4 = 200 %, T5 = 300 % and T6 = 400 %) based on
the reference value for the culture (100 kg ha-1) applied through of wastewater from the dairy
cattle. In the period from July 25 to August 15, 2012 were performed with a ceptometer four
weekly campaigns measures of PPFD below (PPFDin) and above (PPFDa) the canopy and
estimates the Leaf Area Index (LAI). The coefficient k was obtained for each treatment based
on the model proposed by Monsi and Saeki (1953). The efficiency was estimated by the ratio
between the PPFD absorbed by the canopy (PPFDabs = PPFDa - PPFDin) and the PPFDa.
Statistical tests of Kolmogorov-Smirnov and Kruskal-Wallis were applied to k and Ԑint to
evaluate, respectively, the normality of the data and if existed statistical significant differences
between the medians of the treatments applied (p < 0,05). For k there were no statistically
significant differences (p < 0,05), which indicated the uniformity of the canopy structure. The
median value of k was 0,79. These results indicate, therefore, that the architecture of the canopy
was the most influential factor in the coefficient. Similarly, the Ԑint showed no statistically
significant differences between treatments for each campaigns, however, the largest
interception efficiency was achieved by treatment T5 (Ԑint = 0,82 in Aug/08) and the lowest by
T3 (Ԑint = 0,52 in July/25).
KEY WORDS: Solanum lycopersicum, organic management, solar radiation
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 - Análise química do substrato utilizado no experimento. ........................................ 32
Tabela 2 - Caracterização física do substrato utilizado no experimento. ................................. 33
Tabela 3 - Caracterização da água residuária de bovinocultura de leite (ARB). ...................... 37
Tabela 4 - Doses de nitrogênio (N) e suas respectivas lâminas correspondentes de água
residuária de bovinocultura de leite (ARB). ............................................................................. 38
Tabela 5 - Valores de Índice de Área Foliar (IAF) médio obtidos pelo ceptômetro em cada
campanha de medição de acordo com as distintas doses de nitrogênio (N) aplicadas. ............ 45
Tabela 6 - Medianas do coeficiente de extinção (k) por tratamento aplicado, mediana total de
k entre os tratamentos e análises estatísticas (desvio padrão e coeficiente de variação). ......... 47
Tabela 7 - Valores medianos de eficiência de interceptação (Ԑint) por campanha de medição de
acordo com os tratamentos aplicados. ...................................................................................... 50
LISTA DE FIGURAS
Figura 1: Casa de vegetação de realização do experimento. .................................................... 30
Figura 2: Delineamento experimental. ..................................................................................... 34
Figura 3: Experimento. ............................................................................................................. 35
Figura 4: Índice de área foliar (IAF) em função dos dias após o transplantio (DAT) de plantas
submetidas ao tratamento T5 (300 % de N). ............................................................................ 46
Figura 5: Regressão linear entre índice de área foliar estimado (IAFest) com coeficiente de
extinção (k) mediano e índice de área foliar obtido pelo ceptômetro (IAFcep). ........................ 48
Figura 6: Ajuste gráfico de eficiência de interceptação (Ԑint) e Índice de Área Foliar (IAF). .. 52
SUMÁRIO
INTRODUÇÃO ...................................................................................................................... 13
1 REFERENCIAL TEÓRICO ......................................................................................... 15
1.1. HORTICULTURA NACIONAL E CULTURA DO TOMATE ............................... 15
1.1.1 Necessidade hídrica, irrigação e fertirrigação ............................................... 20
1.1.2 Cultivo em casa de vegetação .......................................................................... 22
1.1.3 Agricultura orgânica e manejo orgânico ........................................................ 23
1.2 RADIAÇÃO FOTOSSINTETICAMENTE ATIVA ................................................. 25
2 MATERIAIS E MÉTODOS .......................................................................................... 30
2.1 CARACTERIZAÇÃO DA ÁREA EXPERIMENTAL ............................................. 30
2.2 CONDUÇÃO DO EXPERIMENTO ......................................................................... 33
2.2.1 Densidade de fluxo de fótons fotossintéticos e índice de área foliar ............ 40
2.2.2 Coeficiente de extinção da luz do dossel ......................................................... 41
2.2.3 Eficiência de interceptação .............................................................................. 42
2.3 ANÁLISE ESTATÍSTICA ........................................................................................ 43
3 RESULTADOS E DISCUSSÃO.................................................................................... 44
3.1 DENSIDADE DE FLUXO DE FÓTONS FOTOSSINTÉTICOS (DFFF), ÍNDICE
DE ÁREA FOLIAR (IAF), COEFICIENTE DE EXTINÇÃO (K) E EFICIÊNCIA DE
INTERCEPTAÇÃO (ԐINT) ................................................................................................... 44
CONCLUSÃO ......................................................................................................................... 54
REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA ...................................................................................... 55
13
INTRODUÇÃO
O tomate (Solanum lycopersicum) destaca-se no Brasil entre o grupo das hortaliças, com
área plantada de 68.867 ha e produção de 3,04 milhões de toneladas (IBGE, 2012;
AGROANALYSIS, 2013). O estado do Rio de Janeiro contribui para essa produção com cerca
de 196 mil toneladas de frutos de tomate (IBGE, 2012). A produção do tomateiro movimenta a
economia nos locais de cultivo e comercialização dos frutos e, assim, contribui com a criação
e manutenção de empregos nas áreas rurais.
Dentre as espécies consumidas in natura, sobressai-se o tomate cereja (Solanum
lycopersicum var. cerasiforme) pelo seu aroma e sabor (adocicado). Essa espécie apresenta alto
valor comercial, sendo cultivada principalmente em condições de ambiente protegido. No
Estado do Rio de Janeiro, o cultivo do tomate cereja é realizado, sobretudo, pela agricultura
familiar. Neste contexto tem-se desenvolvido o manejo orgânico do tomateiro no Estado. O
manejo orgânico visa a agregação de valor ao produto e, consequentemente, maior geração de
renda, alinhado à conceitos relacionados a proteção do meio ambiente e a saúde dos
consumidores.
O tomateiro é uma cultura extremamente exigente em termos nutricionais, sobretudo de
nitrogênio (N). O N está relacionado aos mais importantes processos fisiológicos de
crescimento das plantas, tais como fotossíntese, respiração de manutenção e atividade das
raízes, absorção iônica de outros nutrientes, diferenciação celular e genética. Portanto, o
suprimento adequado de N às plantas é fator determinante no crescimento e na produção do
tomate.
Em sistemas de cultivo orgânico, uma alternativa de fornecimento de N às plantas é a
adubação orgânica. A adubação orgânica pode ser realizada a partir de resíduos orgânicos
gerados pela criação de animais dentro da própria unidade de produção. Os resíduos podem ser
provindos tanto dos excrementos gerados pelos animais, quanto pela lavagem dos criatórios
desses animais, com destaque para os resíduos da pecuária leiteira.
No tomateiro, a elevação no nível de N fornecido às plantas aumenta a massa de matéria
seca das raízes e da parte área da planta (caule, galhos, folhas e frutos), a altura da planta, o
número de folhas, a área foliar e, assim, influencia no seu crescimento. O N também influencia
no florescimento e frutificação, ou seja, no desenvolvimento da cultura. De forma, que se espera
que as doses de N influenciem diretamente na produtividade do tomateiro (FERREIRA et al.,
2010; SIMON, 2010; ZEIST et al., 2014).
14
Além do N, outro fator que condiciona o crescimento e desenvolvimento das plantas é
a radiação solar. A interceptação da radiação solar pelo dossel da cultura é a principal fonte de
energia para os processos de fotossíntese, produção de biomassa, balanço de energia, trocas
gasosas e transpiração. A estrutura do dossel (arranjo foliar, ângulo foliar e densidade de
folhas), por sua vez, influencia na interceptação da radiação solar e exerce fundamental
importância na transmissão da luz no interior do dossel.
O sistema de cultivo também influencia no nível de radiação solar disponível à planta.
Em cultivos realizados em casa de vegetação, a estrutura ocasiona os processos de reflexão,
difusão e transmissão da radiação solar devido ao material de cobertura da estrutura, o que
define a quantidade e a qualidade da radiação disponível às plantas.
Em virtude do exposto, este trabalho teve como objetivo geral avaliar a influência de
doses de nitrogênio, aplicadas por meio de água residuária da bovinocultura de leite (ARB), nas
relações entre densidade de fluxo de fótons fotossintéticos e o dossel da cultura do tomate cereja
(Solanum lycopersicum var. cerasiforme) cultivado em ambiente protegido. E como objetivos
específicos:
● Determinar o coeficiente de extinção (k) da luz no dossel para cada tratamento e
avaliar a influência das doses de nitrogênio nos k;
● Determinar a eficiência de interceptação (Ԑint) da densidade de fluxos de fótons
fotossintéticos (DFFF) e avaliar qual dos tratamentos proporciona maior Ԑint em menor intervalo
de tempo.
15
1 REFERENCIAL TEÓRICO
1.1 HORTICULTURA NACIONAL E CULTURA DO TOMATE
A crescente demanda e a exigência por produtos de melhor qualidade afetam
significativamente a forma de produção e comercialização das hortaliças no Brasil
(NASCIMENTO, 2000). A horticultura brasileira busca seu potencial produtivo com a
evolução dos métodos de manejo e o desenvolvimento de pesquisas, com objetivo de
incrementar a produtividade para atender as demandas de consumo.
O Brasil encontra-se entre os dez maiores produtores mundiais de hortaliças. Dentre as
principais hortaliças produzidas nacionalmente estão: batata-inglesa, cebola, tomate, cenoura,
batata doce, inhame e alho (SILVA et al., 2000). No ano de 2013, o valor bruto de produção
mundial do tomate atingiu 9,7 bilhões de reais, enquanto que a batata-inglesa alcançou 4,7
bilhões de reais e a cebola 1,7 bilhão de reais (REETZ et al., 2014).
A região do Sudeste brasileiro, concentra a maior parcela da produção de hortaliças,
com destaque para o estado de São Paulo, que oferta a maior diversidade de produto para o
abastecimento do mercado consumidor, seguido pelo estado de Minas Gerais, onde se
encontram 5.449 unidades de produção do total de 27.374 no Brasil (IBGE, 2006). Outra região
com igual destaque é a Sul, em especial, o estado do Paraná.
Atualmente, dentre o grupo das hortaliças, o tomate está entre uma das espécies mais
importantes, tanto sob o ponto de vista econômico, quanto social pelo volume de produção e
geração de emprego. É uma cultura considerada cosmopolita, pois é cultivada praticamente no
mundo inteiro (MAKISHIMA; MELO, 2005).
Segundo a FAO (2013), neste mesmo ano a produção mundial do tomate foi próxima
de 100 milhões de toneladas de frutos, provindos de 3,7 milhões de hectares de cultivos. A
China é a maior produtora mundial de tomate, seguida pela Índia, Estados Unidos e Turquia.
Dessas 100 milhões de toneladas, apenas 4,5 milhões são exportadas in natura. O Brasil aparece
em oitavo lugar no ranking dos produtores mundiais de tomate (AGROANALYSIS, 2013).
Em 2013, a produção brasileira de tomate de mesa chegou a 3,04 milhões de toneladas
e manteve-se estável em relação ao ano anterior. Os principais Estados produtores desta
modalidade foram: São Paulo, Minas Gerais, Goiás e Bahia, onde juntos representam em torno
de 60 % do total cultivado (REETZ et al., 2014).
16
No estado do Rio de Janeiro, o tomate é produzido em praticamente todas as regiões,
entretanto, as produções mais expressivas são observadas nos municípios de São José de Ubá
(32.000 t) e Paty do Alferes (26.400 t) (IBGE; 2012).
O tomate (Solanum lycopersicum) é originário da Civilização Inca, no Peru Antigo,
tendo sido cultivado na região andina da América do Sul. Sua domesticação provavelmente
ocorreu no México, onde passou a ser cultivado pelos Astecas. Em 1544, esta hortaliça foi
introduzida na Europa e utilizada inicialmente como planta ornamental. Posteriormente,
difundido pelas colonizações europeias, o tomate foi introduzido na alimentação, onde mais
tarde se disseminou da Europa para a Ásia meridional e oriental, África e Oriente Médio. A
introdução do tomate no Brasil se deu pelos imigrantes europeus no final do século XVI
(NAIKA, 2006).
Composto por aproximadamente 95 % de água, o tomate é considerado alimento
funcional por possuir nutrientes como beta-caroteno, licopeno e vitaminas A e C (NASSUR,
2009).
O consumo brasileiro do fruto do tomateiro ocorre in natura em saladas, sopas,
sanduíches ou processado em forma de molho, extrato e catchup, existindo, assim, diferentes
variedades de acordo com a finalidade a qual o fruto é destinado (SILVA et al., 2007).
Dentre as variedades de tomate, encontra-se o tomate cereja (Solanum lycopersicum var.
cerasiforme) como um novo grupo de cultivar para mesa. Este grupo de tomate é caracterizado
pelo minúsculo tamanho dos frutos (15 - 25g), principalmente, por suas propriedades sensoriais:
excelente sabor (adocicado) e atrativa coloração vermelha e uniforme (GONÇALVES et al.,
2009; FILGUEIRA, 2013).
O tomateiro apresenta variedades de hábito de crescimento indeterminado ou hábito
altamente determinado. As de hábito indeterminado ocorrem na maioria das cultivares para
mesa e podem atingir até 2,5 m de altura, por isso, são geralmente tutoradas e podadas. Os
frutos das variedades de hábito determinado são destinados basicamente ao processamento
industrial, pois essas variedades permitem colheitas mais concentradas devido a limitação do
período de florescimento ocasionada pelo gene sp (self-pruning ou autopoda) (PUIATTI et al.,
2010; FILGUEIRA, 2013).
O tomateiro possui porte arbustivo, com caule flexível e, de acordo com o hábito de
crescimento, a planta pode desenvolver-se de forma rasteira, semi-ereta ou ereta. A medida que
a planta cresce, o caule se torna lenhoso e fino. Possui abundante ramificação lateral, cujas
folhas são compostas imparipinadas (folíolos em número ímpar, onde há presença de um folíolo
17
terminal) com sete a nove folíolos. O sistema radicular é do tipo pivotante, e pode chegar a até
1,5 m de profundidade (ROCHA, 2009; FILGUEIRA, 2013).
O tomateiro pode ser cultivado com espaçamentos que variam de acordo com a escolha
da cultivar a ser plantada e com a forma de condução da lavoura. Para a produção de tomate em
ambiente protegido, o espaçamento varia de 0,8 a 1,0 m entre linhas e de 0,4 a 0,6 m entre
plantas (CORRÊA et al., 2012).
O processo de desenvolvimento vegetativo do tomateiro se inicia com a formação de
seis a onze folhas abaixo da primeira inflorescência. Em plantas de hábito de crescimento
indeterminado, novas inflorescências emergem continuamente a cada duas a três folhas
(PUIATTI et al., 2010).
As flores são hermafroditas e agrupam-se em cachos, o que dificulta a fecundação
cruzada. A planta é normalmente autopolinizada e apresenta baixa incidência de frutos
originários de cruzamentos quando do plantio de cultivares diferenciadas (PUIATTI el al.,
2010; FILGUEIRA, 2013).
Embora seja uma planta perene, a cultura comporta-se como anual, pois da semeadura
até a produção de novas sementes, o ciclo biológico varia de quatro a sete meses, incluindo-se
um a três meses de colheita (FILGUEIRA, 2013). A fase fenológica vegetativa do tomateiro
varia entre 35 e 50 dias, e inclui o período de formação das mudas na sementeira até os primeiros
dias após o transplantio; fase reprodutiva, da floração e frutificação, a taxa de crescimento e
demanda por nutrientes da planta é intensificada, e apresenta seu máximo em torno de 70 a 85
dias; e a fase final, de maturação e colheita dos frutos, que varia de acordo com inúmeras
características da cultivar, apresenta duração média de 25 a 50 dias (JORGE, 2013).
Segundo Silva et al. (2006), a temperatura ideal para a germinação da semente do
tomateiro situa-se entre 16 e 29 °C. No período de cultivo, temperaturas do ar diurnas e noturnas
ótimas estão na faixa de, respectivamente, 21 a 28 °C e 15 a 20 °C. Variações acentuadas dessas
temperaturas constituem fator limitante no desenvolvimento do fruto.
Com relação ao fotoperíodo, o tomateiro desenvolve-se tanto em condições de dias
curtos quanto de dias longos e é considerada uma espécie de dia neutro. A pouca luminosidade,
entretanto, pode provocar o aumento da fase vegetativa e assim retardar o início do
florescimento (FRANÇA, 2007). Já a alta intensidade luminosa reduz o número de folhas
abaixo da primeira inflorescência e favorece o florescimento precoce (PUIATTI et al., 2010).
A fitopatologia e entomologia relacionada ao tomateiro, indicam que doenças e pragas
ocorrem tanto em plantios tradicionais, quanto em cultivos realizados em ambiente protegido e
são constantes desafios aos produtores. Essas doenças são geralmente causadas por fungos,
18
bactérias, nematóides e vírus, entretanto, também podem ser provocados por fatores abióticos,
como por exemplo, a deficiência ou excesso de nutrientes, fitotoxidez por agrotóxicos e
luminosidade inadequada; neste caso são conhecidas como anomalias fisiológicas (LOPES;
REIS, 2007).
O tomateiro, no que tange as exigências nutricionais, caracteriza-se pela baixa eficiência
de absorção de nutrientes. Segundo Silva et al. (2006), em média, para cada tonelada de frutos
colhidos são encontrados: 3 kg de nitrogênio; 0,5 kg de fósforo; 5 kg de potássio; 0,8 kg de
cálcio; 0,2 kg de magnésio e 0,7 kg de enxofre. Em relação aos micronutrientes, as quantidades
são: 5 g de boro; 25 g de zinco; 10 g de cobre; 25 g de manganês e 25 g de ferro.
As demandas nutricionais são diferenciadas de acordo com o estádio de
desenvolvimento da cultura, o genótipo e as características de clima e do solo utilizado no
plantio (GENUNCIO et al., 2010).
No caso de solos tropicais, estes apresentam, em sua maioria, baixa fertilidade natural:
elevada acidez, baixos teores de matéria orgânica (MO) e nitrogênio (N), baixos teores de cálcio
(Ca), magnésio (Mg) e potássio (K) trocáveis e de fósforo (P) disponível (FREIRE et al., 2013).
Por isso, solos com essas características necessitam da complementação de nutrientes através
de adubação mineral e/ou orgânica de forma a atender às exigências nutricionais de acordo com
a cultura.
A adubação orgânica pode ser realizada com vistas a complementar ou até mesmo
substituir a adubação mineral, principalmente em sistemas de produção agrícola orgânica. Além
de fontes de nutrientes a matéria orgânica, quando manejada de maneira correta, também exerce
a função de condicionador do solo, pois ativa a vida microbiana e, com isso, melhora as
características físicas e químicas do solo (aumento na capacidade de retenção de água, na
aeração do solo, no pH e na capacidade de troca catiônica) (CAVALLARO, 2006; DUARTE
et al., 2010).
Como fontes de nutrientes, os resíduos orgânicos podem apresentar quantidades
expressivas dos macronutrientes N, K e P, constituindo-se alternativa viável de fornecimento
destes elementos para as culturas, principalmente, em propriedades de agricultura familiar.
Como resíduos orgânicos podem ser utilizados excrementos de animais ou águas residuárias
provenientes da lavagem de estábulos e outros locais de criação de animais (CAVALLARO,
2006; SOUZA, 2010; ORRICO JUNIOR, 2011)
Com relação aos micronutrientes absorvidos pela cultura do tomateiro, a ordem de
absorção pela cultura é ferro (Fe), zinco (Zn), boro (B), manganês (Mn) e cobre (Cu). Os outros
micronutrientes importantes ao tomateiro são: cloro (Cl), molibdênio (Mo) e silício (Si). Quanto
19
aos macronutrientes que exercem funções fundamentais ao longo do ciclo do tomateiro tem-se:
N, K, P, Ca, magnésio (Mg) e enxofre (S), com destaque para o NPK (nitrogênio, fósforo e
potássio) (RODRIGUES et al., 2002).
O N é responsável por 5 % da matéria orgânica do solo, onde 98 % deste N se encontra
na forma orgânica e somente 2 % se apresenta na forma mineral. Os compostos nitrogenados
contidos no solo são mineralizados pelos microrganismos presentes neste mesmo solo
(OLIVEIRA, 2012).
Todavia, a disponibilidade de N para as plantas depende da taxa de mineralização do
material orgânico que, por sua vez, depende da quantidade de N imobilizado nele e que se
encontra disponível; da temperatura, da umidade, do pH e da aeração do solo; das perdas do N
por lixiviação e da relação carbono nitrogênio (C:N) do material (MUELLER et al., 2013).
O nitrogênio, além de ser constituinte dos aminoácidos livres e protéicos está presente
em outros compostos nitrogenados importantes, como as bases nitrogenadas (purinas e
pirimidinas) e os ácidos nucleicos (DNA e RNA). Nas folhas, 70 % do nitrogênio está presente
nos cloroplastos e participa da síntese e estrutura das clorofilas (FERREIRA et al., 2006).
O N é absorvido nas raízes sob a forma de nitrato (NO3-) ou amônio (NH4
+) onde é,
então, incorporado em aminoácidos na própria raiz ou na parte aérea. A taxa e a quantidade de
N absorvido e assimilado durante o ciclo da planta dependem da presença de carregadores
específicos na membrana plasmática, da atividade das enzimas envolvidas no seu ciclo, da
disponibilidade de energia necessária para os processos de absorção e assimilação e do estádio
de desenvolvimento da planta (BREDEMEIER; MUNDSTOCK, 2000).
Levando-se em conta os processos fisiológicos das plantas, o N, comparado com os
outros nutrientes, tem maior efeito sobre as taxas de crescimento da planta. Isto foi constatado
por Ferreira et al. (2003) que, em experimento realizado com tomateiro submetido a diferentes
doses de N, verificaram maiores produtividades e aumento do peso médio de frutos quando da
elevação do nível de N no solo. Porto (2013), também em experimento realizado com tomateiro,
verificou que as maiores doses de N aplicadas a cultura proporcionaram maior crescimento das
plantas, maior acúmulo de matéria seca e maior produtividade.
O suprimento inadequado de N no começo da fase reprodutiva do tomateiro, ou seja,
durante o desenvolvimento da primeira inflorescência, acarreta consequências imediatas ao
crescimento e desenvolvimento da planta, pois reduz as taxas de expansão foliar e de
crescimento da parte aérea (FERREIRA et al., 2003).
O potássio é o nutriente absorvido em maior quantidade pelo tomateiro e é essencial
para o crescimento vegetal, assim como produção e qualidade dos frutos. Atua na regulação da
20
abertura estomática, a qual se relaciona diretamente com a fotossíntese e síntese de assimilados.
A deficiência deste nutriente é fator limitante para a fotossíntese nas folhas e o transporte de
fotoassimilados para os frutos do tomate (processos de síntese e translocação de carboidratos
para os frutos) (GENUNCIO et al., 2010; MELO et al., 2014).
O fósforo é elemento essencial às plantas, pois participa de seu metabolismo como
respiração e fotossíntese, além de estar presente em componentes estruturais das células como
ácidos nucléicos e fosfolipídios das biomembranas, e componentes metabólicos móveis
armazenadores de energia. As limitações na disponibilidade de fósforo no início do ciclo
vegetativo podem resultar em restrições no desenvolvimento, das quais a planta não se recupera
posteriormente, mesmo que se aumente o suprimento de fósforo a níveis adequados. A
deficiência também pode reduzir a síntese de ácido nucléico e de proteína que, por
consequência, induz a acumulação de compostos nitrogenados solúveis no tecido. A absorção
de fósforo pelas plantas se dá essencialmente via sistema radicular e é dependente da capacidade
de fornecimento do substrato pelo solo (GRANT et al., 2001; GATIBONI, 2003).
A aplicação, tanto dos adubos minerais quanto orgânicos, pode ser realizada diretamente
no solo, ou por meio de fertirrigação ou ainda via aplicação foliar. A escolha do método depende
de fatores da cultura, clima, disponibilidade de mão-de-obra e fatores econômicos, e devem ser
realizados com base nos critérios técnicos.
Em se tratando do fornecimento de macronutrientes, a adubação foliar deve ser encarada
como complemento da adubação no solo e nunca como substitutiva. Devido às exigências
nutricionais do tomateiro, verifica-se que seria necessário um número elevado de pulverizações,
para suprir as necessidades da planta. Para os micronutrientes, exigidos em pequenas
quantidades, a adubação foliar poderá suprir todas as exigências da cultura (RODRIGUES et
al., 2002).
1.1.1 Necessidade hídrica, irrigação e fertirrigação
A disponibilidade hídrica influencia a produtividade e a qualidade dos frutos do
tomateiro. Para garantir o sucesso do cultivo nas diferentes fases da cultura, as irrigações devem
ser realizadas antes que a disponibilidade de água no solo seja reduzida a níveis que alterem o
metabolismo das plantas e, assim, possam comprometer a produção (CARVALHO et al., 2012).
Dentre os sistemas de irrigação utilizados em tomateiro, sobressai-se o sistema de
irrigação localizada. A irrigação localizada proporciona maior uniformidade de aplicação,
eficiência no uso da água, na adubação e controle fitossanitário, contribui com as práticas
21
culturais, se adapta a diferentes tipos de solo e topografia. Entretanto, a irrigação localizada
pode proporcionar problemas na distribuição do sistema radicular da cultura irrigada
(BERNARDO et al., 2007).
De acordo com Jorge (2013), um método eficaz e racional no controle de água do solo
para a determinação da irrigação é o balanço de tensão de água no solo. Neste método, sempre
que a tensão de água no solo atingir um limite máximo pré-estabelecido será realizada uma
irrigação. Em vista disto, diferentes instrumentos podem ser utilizados para o acompanhamento
em campo da quantidade de água presente no solo. Um desses instrumentos é o tensiômetro,
empregado para medição direta, em pontos representativos da área. Para irrigação por
gotejamento consideram-se tensões críticas do solo variando entre 30 e 70 kPa (MAROUELLI
et al., 2012).
A demanda hídrica do tomateiro para todo seu ciclo, dentre outros fatores, depende das
condições climáticas e da cultivar adotada e varia entre 300 a 650 mm. A demanda máxima de
água exigida pelo tomateiro ocorre durante a floração e o crescimento dos frutos
(MAROUELLI et al., 2012).
O consumo hídrico do tomateiro sob cultivo orgânico em ambiente protegido foi
avaliado por Duarte et al. (2010), que observou que a necessidade hídrica aumentava
progressivamente com o desenvolvimento da cultura e atingiu valores máximos nos estágios de
floração e frutificação/colheita. Os autores verificaram ainda consumo hídrico máximo de 477
mm para todo o ciclo, não tendo sido observadas restrições hídricas às plantas.
Brito et al. (2015), em experimento realizado também com tomateiro sob condições de
casa de vegetação, verificaram que para irrigação com lâmina de água baseada em 80 % da
evapotranspiração real (ETr) houve aumento no crescimento e acúmulo de fitomassa do
tomateiro. Os autores também verificaram que a fase de floração se mostrou mais sensível ao
estresse hídrico, com drástica redução nos aspectos morfofisiológicos da cultura.
Já Soares et al. (2013), para as mesmas condições, concluíram que o manejo da irrigação
com lâminas de água superiores a 100 % da ETr proporcionou maior peso médio dos frutos. E
lâminas entre 90 e 120 % da ETr aplicadas nas diferentes fases fenológicas do tomateiro,
resultaram em maiores diâmetros dos frutos.
Em geral, a evapotranspiração dos cultivos no interior de ambiente protegido é menor
do que externamente, devido à redução na velocidade do vento proporcionada pela cobertura e
atenuação da radiação solar pelo material de cobertura (DUARTE et al., 2010).
O tomateiro é uma cultura moderadamente sensível aos efeitos dos sais e pode
apresentar redução considerável de seu rendimento quando exposto a água de irrigação com
22
condutividade elétrica igual ou superior a 8,4 dS m-1. Condutividade elétrica elevada indica
excesso de sais na água de irrigação. Em situações extremas de salinidade, a cultura do tomate
não é capaz de realizar o ajuste osmótico necessário para suprir sua demanda por água, e,
consequentemente, por nutrientes, ocasionando decréscimo de turgor e produtividade
(MAROUELLI et al., 2012).
O sistema de irrigação também pode ser utilizado para se adicionar nutrientes as plantas
através da fertirrigação. Para isto, diversos estudos realizados têm demonstrado que a
produtividade agrícola aumenta significativamente em áreas fertirrigadas com águas residuárias
provenientes da criação de animais, como é o caso da água residuária de bovinocultura de leite
(ARB).
O dejeto fresco de bovino contém de 60 a 80 % de N na forma de uréia e proteínas.
Dependendo das condições ambientais, considerável parcela do N orgânico é convertido em
amônia (forma gasosa NH3) ou ionizada (NH4+), sendo esta última prontamente solúvel em
água. A NH3 é facilmente transferida para a atmosfera, por volatilização e o NH4+ pode ser
transformado em nitrato (NO3-) por ação dos microorganismos do solo (ORRICO JUNIOR,
2011). O uso da ARB como composto orgânico na agricultura baseia-se, portanto, na
capacidade depuradora do sistema solo-planta (ERTHAL et al., 2010).
O referencial para definição das taxas de aplicação da fertirrigação não deve ser lâminas
calculadas em função da evapotranspiração da cultura e, sim, da capacidade do sistema solo-
planta em absorver o resíduo aplicado, sem comprometer a qualidade do solo, da planta, nem
das águas subterrâneas. Em geral, os teores de N, elementos fitotóxicos, metais pesados e a
salinidade, têm sido utilizados como referenciais na determinação da lâmina a ser aplicada,
devendo-se tomar por base o componente de maior concentração na água (ERTHAL et al.,
2010).
1.1.2 Cultivo em casa de vegetação
O cultivo do tomateiro em ambiente protegido possibilita a obtenção de condições
micrometeorológicas adequadas ao cultivo (redução dos efeitos negativos das variações de
temperatura, assim como da umidade relativa do ar e radiação) e permite a introdução de
técnicas agrícolas eficientes na produção da hortaliça (DUARTE et al., 2010). Esse maior
controle das condições micrometeorológicas resulta em aumento de eficiência produtiva, além
de reduzir o efeito da sazonalidade e, assim, torna viável a produção com qualidade durante
todo o ano (LOPES; REIS, 2011; SILVA et al., 2014).
23
O cultivo protegido mais conhecido é aquele realizado em casa de vegetação, porém,
pode ser também em túneis e ripados, construídos com estruturas em madeira ou metálicas. A
instalação de casa de vegetação deve considerar a localidade, ou seja, área de fácil acesso com
facilidade de escoamento do produto dentro da estrutura; topografia do terreno e facilidades na
obtenção de água de boa qualidade e em quantidade suficiente para a irrigação (CLEMENTE
et al., 2011).
O tipo de material (plástico ou tela) utilizado na cobertura da estrutura da casa de
vegetação condiciona os níveis de radiação no interior da mesma e tem influência direta no
crescimento e desenvolvimento da planta. Outro fator de influência é o posicionamento da
estrutura no terreno (uma construção orientanda no sentido leste-oeste recebe apenas 74 % da
radiação solar da mesma estrutura se orientada no sentido norte-sul) (TERUEL, 2010; SILVA
et al., 2014).
Atualmente, são comercializados pelas indústrias de plástico diferentes materiais
capazes de filtrar comprimentos de onda específicos da radiação – o comprimento de onda do
vermelho, por exemplo, aumenta a taxa fotossintética das plantas. Esses materiais também
permitem o controle da temperatura dentro da casa de vegetação, já outros são biodegradáveis,
antiestáticos (permitem que os plásticos fiquem limpos por mais tempo), possuem aditivados
contra radiação ultravioleta (UV), difusor de luz e até mesmo ação inibidora do
desenvolvimento de fungos (SILVA et al., 2014).
Em casa de vegetação com cobertura plástica, a fração da radiação solar difusa é maior
que em campo aberto, devido ao efeito de difusão da radiação pela própria cobertura, desta
forma, atinge o dossel vegetal com maior eficiência desde que não haja deposição de poeira
sobre a cobertura. Do oposto, a cobertura tende a reduzir a luminosidade no interior da estrutura
e, assim, reduz a disponibilidade de radiação para as plantas (SILVA et al., 2007; SILVA et al.,
2012).
O cultivo protegido tem como função básica, portanto, aliar a obtenção de um produto
de melhor qualidade a outras características técnicas de maior interesse para o produtor.
1.1.3 Agricultura orgânica e manejo orgânico
Nas décadas de 60 e 70, durante a chamada Revolução Verde, a agricultura mundial foi
impulsionada e elevou os níveis de produção, isto graças às práticas de mecanização, correção,
fertilização do solo e uso de defensivos químicos contra pragas e doenças.
24
Com o aumento da população, o acréscimo da expectativa de vida e o atual padrão de
consumo humano, a demanda por alimentos tem sido crescente, assim como a exigência pela
sanidade e qualidade dos mesmos. Enquanto a agricultura convencional tem buscado alcançar
elevadas produtividades com vistas a atender o mercado externo, a agricultura orgânica tem
sido estimulada pelo mercado consumidor interno. Esta elevação na procura por alimentos
isentos de agrotóxicos e produzidos de forma sustentável tem sido motivada pela recomendação
de órgãos e especialistas em saúde, como a Organização das Nações Unidas (ONU).
Nas últimas décadas, o sistema orgânico tem aumentado a sua área de cultivo,
principalmente em propriedades de agricultura familiar. Neste tipo de sistema, técnicas
conservacionistas são empregadas preocupando-se com a sustentabilidade do ambiente de
cultivo e seu entorno (PEDROSA et al., 2011).
Segundo o artigo 1° da Lei n° 10.831, de 23 de dezembro de 2003, considera-se como
sistema orgânico de produção agropecuária:
[...] todo aquele em que se adotam técnicas específicas, mediante a
otimização do uso dos recursos naturais e socioeconômicos disponíveis e o respeito à
integridade cultural das comunidades rurais, tendo por objetivo a sustentabilidade
econômica e ecológica, a maximização dos benefícios sociais, a minimização da
dependência de energia não-renovável, empregando, sempre que possível, métodos
culturais, biológicos e mecânicos, em contraposição ao uso de materiais sintéticos, a
eliminação do uso de organismos geneticamente modificados e radiações ionizantes,
em qualquer fase do processo de produção, processamento, armazenamento,
distribuição e comercialização, e a proteção do meio ambiente.
De acordo com os princípios estabelecidos pelo International Federation of Organic
Agriculture Movements – IFOAM (2002), a agricultura orgânica deve produzir alimentos
nutritivos e de alta qualidade, sem fazer uso de agrotóxicos, fertilizantes, hormônios de
crescimento e aditivos alimentares.
As técnicas aplicadas à agricultura orgânica buscam utilizar os recursos disponíveis na
própria unidade de produção através do aproveitamento de nutrientes e uso de insumos
orgânicos gerados in loco (ROEL, 2002).
O manejo do solo no sistema orgânico prioriza as fontes orgânicas de nutrientes e não
utiliza fertilizantes químicos de alta solubilidade (ALCÂNTARA; MADEIRA, 2008). A
definição da correção de acidez do solo, e o fornecimento de macros e micronutrientes deve se
basear em resultados de análise de fertilidade do solo. Além dos fertilizantes aplicados ao solo,
25
biofertilizantes também têm sido utilizados como auxiliares no fornecimento de nutrientes às
plantas (CORRÊA et al., 2012).
Uma das maneiras de se repor ou adicionar matéria orgânica ao solo é a utilização de
estercos animais. No caso da produção de hortaliças, são utilizados estercos de aves, bovinos,
equinos ou caprinos. Outros materiais, provenientes da própria fazenda ou de agroindústrias,
também podem servir como fontes de matéria orgânica, sendo utilizados puros ou junto com
estercos em compostagem (ALCÂNTARA; MADEIRA, 2008).
O controle de pragas e doenças no sistema de manejo orgânico é um processo que se
inicia com a implantação da cultura, mediante a adoção de cultivar mais resistente para a região
de implantação. No manejo também se recomenda à diversificação da produção, evitando-se a
monocultura; uso de sementes e mudas livres de pragas e doenças; utilização de plantas
repelentes ou companheiras; preservação de cercas vivas e matas que operam como refúgio
natural para os insetos; e emprego de métodos físicos e mecânicos (armadilhas luminosas,
barreiras, adesivos, coleta manual). Também podem ser usados agentes de biocontrole,
feromônios e extrato vegetal no controle dos fitoparasitas (SILVA; MELO, 2012; MACHADO
NETO, 2014).
1.2 RADIAÇÃO FOTOSSINTETICAMENTE ATIVA
No processo biológico, o espectro radiante do sol é praticamente dividido em três faixas
distintas de comprimento de onda, representadas da seguinte forma: radiação ultravioleta (UV),
de 300 a 400 nanômetros (nm); banda visível ou radiação fotossinteticamente ativa (RFA ou
PAR), de 400 a 700 nm; e infravermelho próximo (IVP), de 700 a 2800 nm (MONTEITH,
1972; MONTEITH; UNSWORTH, 1990; PEREIRA et al., 2002).
A radiação fotossinteticamente ativa é a banda espectral da radiação solar absorvida
pelas plantas e utilizada na fotossíntese, ou seja, é a energia luminosa transformada em energia
química pelas plantas. Nesta porção do espectro ocorre a excitação das moléculas de clorofila
iniciando-se, assim, o fluxo de energia necessário a liberação de oxigênio molecular e captura
de dióxido de carbono da atmosfera, utilizado para sintetizar carboidratos.
A absorção da radiação solar pelas plantas ocorre através da pigmentação. Plantas
clorofiladas compreendem os comprimentos de onda de maior absorção na banda da faixa azul
e da faixa do laranja ao vermelho. As plantas carotenoides têm espectro de absorção de luz na
faixa verde (TAIZ; ZEIGER, 2004; HOPKINS, 2000).
26
Segundo Pereira et al. (2002), tanto a RFA quanto a IVP participam dos processos
morfogênicos das plantas. Entretanto, a absorção da radiação solar na faixa do IVP ocorre em
menor intensidade e tem menor velocidade de reação (OLIVEIRA, 2010).
A radiação solar pode apresentar padrão de partícula, devido à presença de “pacotes”
energéticos denominados de fótons, em que a energia disponível é conhecida como quantum.
A outra forma como a radiação se apresenta é por ondas. Todavia, como a fotossíntese é um
processo quântico, no qual importa a quantidade de fótons absorvidos no espectro do visível
pela planta, expressa-se a radiação em termos de densidade de fluxo de fótons fotossintéticos
(DFFF). A DFFF é enunciada pelo número de moles de fótons por unidade de área e de tempo
(mol m-2 s-1). Um mol de fótons corresponde à energia associada a 6,02 x 1023 fótons, em
analogia ao Número de Avogadro usado para definir a massa molecular da substância. Na falta
de um sensor quântico, a DFFF pode ser estimada teoricamente através da energia associada a
um fóton (PEREIRA et al., 2002).
A luz em termos de DFFF é, por conseguinte, fundamental para o crescimento da planta
e síntese de assimilados. A radiação participa dos processos bioquímicos nas diversas partes
das plantas: sistema radicular, porções vegetativas (caule e folhas) e drenos ativos (cachos com
flores e frutos) (PUIATTI et al., 2010).
Em vista da importância da radiação solar nos processos metabólicos da planta, estudos
têm sido desenvolvidos com base na Lei de Beer (1852), adaptada por Monsi e Saeki (1953),
em diversas áreas como: agronomia, botânica e ecologia. Autores como Radin (2002), Muller
e Bergamaschi (2005), Cardoso et al. (2010), Reis et al. (2013), Zhang et al. (2014), Carrigan
et al. (2014), entre outros, avaliaram parâmetros relacionados a radiação e sua interação com o
dossel vegetal como: densidade de fluxo de fótons fotossintéticos, fração da radiação
fotossinteticamente ativa, eficiência de interceptação, eficiência de uso da radiação, coeficiente
de extinção da luz no dossel, índice de área foliar, taxa fotossintética e efeitos da radiação na
regulação estomática.
As interações entre a radiação solar e o dossel vegetal foram apresentadas, inicialmente,
por Jensen (1932) e posteriormente por Monsi e Saeki (1953), ambos baseados em estudos de
transmissão de luz através da matéria desenvolvidos por Beer (1852) (FAGAN et al., 2013).
Anterior aos estudos de transmissão da luz por Beer (1852), atribui-se a Bouguer (1729)
e Lambert (1760) a primeira formulação matemática relacionada a transmitância da luz e sua
relação com a concentração de uma substância. Bouguer e Lambert verificaram que as
propriedades associadas ao processo de absorção de luz podem ser enunciadas em duas leis
fundamentais: a intensidade de luz (monocromática) transmitida por um corpo homogêneo é
27
proporcional a intensidade de luz incidente; e a intensidade de luz (monocromática) transmitida
decresce exponencialmente com o aumento da espessura da camada do corpo homogêneo
(HIROSE, 2005; FAGAN et al., 2013).
A Lei de Beer (1852) é semelhante à proposta por Bourguer (1729) e Lambert (1760),
entretanto, enquanto Bouguer e Lambert estudaram a variação na absorção de um feixe de luz
em função da variação da espessura da camada absorvente, Beer realizou o mesmo estudo se
referindo à concentração da solução, mantendo-se espessura da camada constante. Beer
verificou, então, que ao se variar a concentração ou a espessura da solução a ser atravessada
pela luz, em síntese, aumenta-se ou diminui-se o número de partículas que interagem com a
radiação (FAGAN et al., 2013).
Jensen (1932), por sua vez, observou em suas pesquisas, que dossel de plantas com
ângulo de inclinação das folhas mais verticalizado favorece a distribuição uniforme da luz no
interior do dossel, além de aumentar a eficiência de uso da radiação pela planta. Jensen (1932)
verificou, também, que a fotossíntese no dossel da planta, sob níveis adequados de irradiância,
é maximizada em plantas com maior IAF e arranjo verticalizado das folhas (HIROSE;
TERASHIMA, 2005).
A partir das contribuições científicas de Beer (1852) e Jensen (1932), Monsi e Saeki
(1953) desenvolveram, então, modelo matemático relacionado a atenuação da luz pelo dossel
vegetal (Eq. 1). Este modelo proposto por Monsi e Saeki assume que o decréscimo do fluxo
radiante de cima para baixo no interior de um dossel vegetal é semelhante a absorção da luz por
uma solução de clorofila ou outros pigmentos, em analogia a Lei de Beer (1852) (MONTEITH,
1965; MONSI; SAEKI, 2005; HIROSE, 2005; ROMANO, 2005).
IAF.k0 eII
(1)
Em que:
I - densidade de fluxo de fótons fotossintéticos medida num plano horizontal;
I0 - densidade de fluxo de fótons fotossintéticos incidente acima do dossel;
k - coeficiente de extinção (ou absortividade molar é característico de uma dada
substância);
IAF - índice de área foliar (IAF) acumulado na parte superior do dossel.
28
O coeficiente de extinção mostra a fração de radiação extinta ao longo do dossel vegetal,
devido à menor transmissividade luminosa (MONSI; SAEKI, 1953). E representa a fração
absorvida dos fótons incidentes por unidade de área foliar (ROMANO, 2005).
O índice de área foliar corresponde a razão entre a área foliar da planta e a compreendida
em uma unidade de área de solo. No topo do dossel, o IAF é zero e atinge o valor máximo ao
nível do solo. O IAF exerce fundamental importância na interceptação da radiação solar
(FAGAN et al., 2013).
Monsi e Saeki (1953) constataram, também, que a luz é atenuada mais fortemente em
dossel de plantas que possuem folhas horizontalizadas em comparação com dossel composto
por folhas mais verticalizadas. Todavia, a distribuição da luz ao longo do dossel é mais
uniforme em plantas cujas folhas são arranjadas com inclinação vertical. Quando as folhas são
arranjadas horizontalmente, somente as folhas localizadas no topo do dossel recebem a radiação
solar de forma mais intensa. Entretanto, se as folhas estiverem arranjadas com inclinações
verticais no dossel, ocorre maior uniformidade de absorção da luz pelas folhas, devido a menor
sobreposição das folhas (RADIN, 2002; HIROSE, 2005; FAGAN et al., 2013).
A atenuação da radiação solar pelas plantas relaciona-se, diretamente, a eficiência de
interceptação da luz. A eficiência de interceptação da luz pelo dossel vegetal corresponde à
capacidade que uma população de plantas tem de interceptar a radiação solar que incide sobre
a mesma. A maior parte da radiação solar direta atinge a parte superior dos dosséis, entretanto,
é a radiação difusa a responsável pela dissipação luminosa no interior da copa e nas partes
inferiores da vegetação (TAIZ; ZEIGER, 2004; FAGAN et al., 2013).
A eficiência depende da radiação incidente, da distribuição da área foliar no tempo (ao
longo do ciclo) e no espaço, das propriedades ópticas do dossel (reflexão, transmissão e
absorção) e do ângulo das folhas (RADIN, 2002). A fase fenológica da cultura associada
sobretudo ao aumento do índice de área foliar, aumenta a porção da radiação interceptada (REIS
et al., 2012). A radiação solar interceptada pelas plantas está sujeita aos processos de reflexão
para a atmosfera, absorção pelo dossel vegetal e transmissão para o solo.
No caso de cultivo em ambiente protegido, a radiação fotossinteticamente ativa
incidente corresponde aquela que atravessou a cobertura medida logo acima das plantas, entre
a cobertura e o dossel vegetal (CARDOSO et al., 2010).
Em casa de vegetação, as características da estrutura influenciam nas diversas alterações
dos elementos meteorológicos que, por consequência, afetam as fases fenológicas da cultura.
Dentre esses elementos, a densidade de fluxo de fótons fotossintéticos é modificada
significativamente no interior de ambiente protegido, devido aos processos de absorção,
29
transmissão e reflexão da radiação solar pela estrutura da casa de vegetação (REIS et al., 2012;
RADIN, 2002).
O crescimento e desenvolvimento normal das culturas só ocorrem quando a quantidade
de radiação fotossintética recebida for superior ao limite trófico, ou seja, nível mínimo
necessário a produção de fotoassimilados para a manutenção das plantas. Na maioria das
hortaliças, isso inclui o tomateiro, esse limite é de aproximadamente 8,4 MJ m-2 d-1
(BECKEMANN et al., 2006). Todavia, o aumento do fluxo de radiação acima do ótimo pode
ser prejudicial a cultura. Este aumento pode acarretar na elevação da transpiração pelas folhas
e na saturação das folhas superiores, além de poder ocasionar o fechamento estomático.
30
2 MATERIAIS E MÉTODOS
2.1 CARACTERIZAÇÃO DA ÁREA EXPERIMENTAL
O experimento foi conduzido no Centro Estadual de Pesquisa em Agricultura
Orgânica/Empresa de Pesquisa Agropecuária do Estado do Rio de Janeiro
(CEPAO/PESAGRO-RIO) (22°48’S, 43°41’W e 33 m), localizado no município de
Seropédica, estado do Rio de Janeiro, no período de 29/05/12 à 20/09/12 (outono-inverno).
O clima da região de Seropédica, segundo a classificação de Köppen, é do tipo Aw,
clima tropical, com inverno seco. Apresenta estação chuvosa no verão e estação seca no
inverno. A temperatura do ar média anual (1987 - 2007) é de 23,83 °C e a precipitação de 1.483
mm, com o período seco compreendido entre junho e agosto e excedentes hídricos de dezembro
a janeiro. A insolação total anual é de 2.527 horas, a média anual de evaporação é de 1.576 mm
e umidade relativa do ar de 69 % (GONÇALVES et al., 2003; SILVA, 2008; SILVA et al.,
2012).
O experimento foi conduzido em sistema de cultivo orgânico de tomate tipo cereja, cv.
Perinha Água Branca. O tomate foi cultivado em vasos em condições de casa de vegetação. A
casa de vegetação possuía área de 160 m², estrutura de madeira, cobertura em polietileno de
baixa densidade de 150 micras e aluminet, e laterais revestidas com sombrites com 50 % de
sombreamento. A estrutura da casa de vegetação pode ser visualizada na Figura 1.
Figura 1: Casa de vegetação de realização do experimento.
31
As mudas de tomateiro utilizadas no experimento foram produzidas no
CEPAO/PESAGRO-RIO, seguindo os conceitos e práticas estabelecidos na agricultura
orgânica (FONSECA et al., 2010; PENTEADO, 2010).
Ao longo do experimento o cultivo do tomateiro foi consorciado com o coentro
(Coriandrum sativum), pois este possui rápido crescimento e flores de fácil acesso para
predadores e parasitóides, logo, funciona como atrativo e, assim, inibe ataques diretos aos
tomates. O consórcio tomateiro-coentro contribui para a diminuição de pragas e o aumento de
inimigos naturais (MEDEIROS et al., 2009).
O coentro foi semeado a lanço nos vasos com o tomateiro, onde após a repicagem
procurou-se manter a mesma quantidade de mudas por vaso. Foi realizado também o cultivo do
coentro em diversas idades em um canteiro com dimensões de 2,0 x 8,0 m no interior da casa
de vegetação em consórcio com espécies florísticas: zínias (Zinnia elegans) e margaridas
(Chrysanthemun anethifolium) (JORGE, 2013).
O solo usado no experimento para preenchimento dos vasos foi preparado a partir da
mistura de três partes de argila, duas partes de areia, uma parte de substrato comercial Top
Garden tipo solo base (condicionador de solo) e 2 % de composto orgânico de bagaço de cana
decomposto por gongolos. Durante o preparo, o solo foi peneirado em peneira com malha de
5,0 mm e homogeneizado através de betoneira com capacidade de 400 litros por dois minutos.
Cabe ressaltar que a betoneira foi higienizada antes de ser utilizada no preparo do solo, para
que não ocorresse contaminação e/ou alteração na qualidade da mistura (JORGE, 2013).
Após a homogeneização da mistura, amostras de solo foram retiradas para a realização
da caracterização físico-química, segundo os métodos descritos em Embrapa (1997) e Embrapa
(1999). As análises químicas foram realizadas pelo Laboratório de Fertilidade e Rotina do
Departamento de Solos da Universidade Federal de Viçosa (UFV). Para as análises, após a
retirada das amostras, as mesmas foram secadas ao ar ambiente e peneiradas em peneira de 2
mm. Já a caracterização física do substrato foi feita no Laboratório de Física do Solo do
Departamento de Solos da UFV para a obtenção dos parâmetros de classe textural, percentagem
de argila dispersa em água, densidade do solo pelo método da proveta, densidade das partículas
e a condutividade elétrica do extrato da pasta do solo saturado (extrato 1:5) (JORGE, 2013). A
análise química e a caracterização física do substrato podem ser observadas, respectivamente,
nas Tabelas 1 e 2.
32
Tabela 1
Análise química do substrato utilizado no experimento.
Parâmetros Valores
pH em água 5,15
pH em KCl 4,97
P (mg dm-3) 29,00
K (mg dm-3) 206,00
Na (mg dm-3) 56,60
Ca (cmolc dm-3) 2,85
Mg (cmolc dm-3) 1,53
Al (cmolc dm-3) 0,00
H+Al (cmolc dm-3) 3,50
SB (cmolc dm-3) 5,16
CTC efetiva (cmolc dm-3) 5,16
CTC total (cmolc dm-3) 8,66
V (%) 59,60
m (%) 0,00
ISNa 4,77
P-rem (mg L-3) 38,30
MO (dg kg-3) 4,66
Zn (mg dm-3) 1,46
Fe (mg dm-3) 52,70
Mn (mg dm-3) 5,60
Cu (mg dm-3) 0,80
B (mg dm-3) 0,22
S (mg dm-3) 87,10
Fonte: JORGE, 2013.
33
Tabela 2
Caracterização física do substrato utilizado no experimento.
Parâmetros Valores
Teor de areia grossa (dg kg-1) 59,00
Teor de areia fina (dg kg-1) 21,00
Teor de silte (dg kg-1) 9,00
Teor de argila (dg kg-1) 11,00
Classe textural Franco-Arenosa
Argila dispersa em água (%) 2,00
Densidade de partículas (kg dm-3) 2,70
Densidade do solo (kg dm-3) 1,19
Fonte: JORGE, 2013.
Os fundos dos vasos foram preenchidos com brita 01, formando uma camada de 3,0 cm,
coberta por manta geotêxtil (bidim), que funcionou como dreno e contribuiu na aeração e
contenção do solo.
Consecutivo ao preenchimento dos vasos com 10 litros de material foi realizada uma
adubação preliminar para a correção da acidez e aumento dos teores iniciais de fósforo e
potássio no solo. Essas correções foram efetuadas através da aplicação de calcário dolomítico
PRNT 95 %, termofosfato 16,5 % de P2O5 e 50 % de K2O (óxido de potássio). Após o
preenchimento e aplicação da adubação, os vasos foram mantidos em repouso por um período
de 15 dias e só então foi realizado o transplantio das mudas do tomateiro. Antes do início do
transplantio os vasos foram inseridos em um recipiente com água (caixa d’água com capacidade
para 20 vasos por batelada) para que o material ficasse saturado por meio de ascensão capilar
(JORGE, 2013).
2.2 CONDUÇÃO DO EXPERIMENTO
A semeadura do tomate cereja, cv. Perinha Água Branca, ocorreu no dia 17 de abril de
2012 e foi realizada em bandejas onde cada célula recebeu três sementes. Quinze dias após o
semeio (02/05/12) foi feita a repicagem das mudas e as mesmas foram transplantadas no dia
29/05/12. O experimento foi finalizado no dia 20/09/12 (114 dias após o transplantio - DAT),
34
e feito o descarte dos restos culturais por incineração, como prática de eliminação da fonte de
contaminação biológica (JORGE, 2013).
O cultivo orgânico do tomateiro se deu em vasos de 12 litros, arranjados em casa de
vegetação com espaçamento de 0,7 m entre fileiras e 0,6 m entre plantas. As plantas de tomate
foram tutoradas com o uso de fitilhos presos em arames lisos na horizontal sobre as fileiras dos
tomateiros a altura de 3 m. O estudo contou com blocos casualizados de 192 vasos, divididos
em 32 plantas por tratamento, e subdivididos em seis tratamentos (oito parcelas por tratamento
com quatro plantas cada). Também compuseram o ensaio mais 68 vasos que serviram de
bordadura. Desta forma, os vasos foram organizados em 10 linhas de cultivo com 26 vasos por
linha (oito linhas centrais como parcelas úteis e uma linha em cada extremidade como
bordadura). A disposição dos tratamentos no experimento pode ser observada na Figura 2 e o
experimento do tomateiro na casa de vegetação pode ser visto na Figura 3.
Figura 2: Delineamento experimental.
35
Figura 3: Experimento.
Os tratamentos consistiram na adubação do tomateiro por meio da aplicação de lâminas
de água residuária de bovinocultura de leite (ARB), com objetivo de complementar a demanda
de nitrogênio das plantas. O cálculo das dosagens de cada tratamento foi realizado a partir do
nutriente de referência (nitrogênio). Segundo Macedo et al. (2010), a dose de N recomendada
para a cultura do tomateiro é de 100 kg ha-1, desta forma, os tratamentos aplicados foram
distribuídos do seguinte modo:
T1 – testemunha (irrigação apenas com água);
T2 – 50 % da dose de N recomendada para a cultura do tomateiro fornecida por meio
da fertirrigação com ARB;
T3 – 100 % da dose de N recomendada para a cultura do tomateiro fornecida por meio
da fertirrigação com ARB;
T4 – 200 % da dose de N recomendada para a cultura do tomateiro fornecida por meio
da fertirrigação com ARB;
T5 – 300 % da dose de N recomendada para a cultura do tomateiro fornecida por meio
da fertirrigação com ARB;
T6 – 400 % da dose de N recomendada para a cultura do tomateiro fornecida por meio
da fertirrigação com ARB.
Além dos tratamentos acima descritos realizaram-se adubações orgânicas
complementares, via adubação foliar, em todas as plantas utilizando-se fertilizante Agrobio
(composto por água, esterco bovino, leite de vaca ou soro e melaço). Não houve variação nas
dosagens aplicadas do Agrobio para que as diferenças encontradas no desenvolvimento da
36
cultura fossem devidas exclusivamente à água residuária. Ao longo do experimento foram
realizadas três aplicações da adubação foliar com o objetivo de complementar macro e
micronutrientes.
As lâminas necessárias à aplicação das diferentes doses de nitrogênio foram calculadas,
conforme as orientações de Matos (2006), pela Eq. 2, que se segue:
TRNNNn
T
npMOTN
TA
nitratoamoniacalorgm
smabs
AR
.12
1205,010
1000
2
7
1
(2)
TAR - taxa de aplicação (m³ ha-1);
Nabs - absorção de nitrogênio, recomendada por Matos (2006), de acordo com a cultura
para obtenção da produtividade desejada (kg ha-1);
Tm1 - taxa anual de mineralização da matéria orgânica anteriormente existente no solo
(0,01 – 0,15 kg kg-1);
MO - conteúdo de matéria orgânica presente no solo (kg kg-1), conforme caracterização
do solo;
ρs - densidade específica do solo (t m-³), de acordo com a caracterização física do solo;
p - profundidade de solo considerada (m), conforme Matos (2006), a camada orgânica
se restringe aos primeiros 20 cm de solo;
n - número de meses de cultivo da cultura;
Tm2 - taxa anual de mineralização do nitrogênio orgânico (kg kg-1 ano-1), conforme
constantes de decomposição anual do material orgânico para diferentes resíduos, recomendada
por Matos (2006);
Norg - nitrogênio orgânico disponibilizado pelo resíduo aplicado (mg L-1);
Namoniacal - nitrogênio amoniacal disponibilizado pelo resíduo aplicado (mg L-1);
Nnítrico - nitrogênio nítrico disponibilizado pelo resíduo aplicado (mg L-1);
TR - taxa de recuperação do nitrogênio mineral pela cultura (kg kg-1 L-1) que, segundo
Matos (2006), varia entre 0,7 – 0,85 kg kg-1 ano-1;
107 - coeficiente de conversão de unidade;
0,05 - coeficiente de conversão de unidade.
37
O esterco bovino usado no preparo das lâminas de ARB calculadas a partir da Eq. 2, foi
coletado no Sistema Integrado de Produção Agroecológica (SIPA – “Fazendinha
Agroecológica km 47” – convênio entre Embrapa Agrobiologia, Universidade Federal Rural
do Rio de Janeiro (UFRRJ) e PESAGRO-RIO), localizado no município de Seropédica – RJ.
O esterco foi misturado com água e procurou-se manter características semelhantes à de outros
trabalhos como Erthal et al. (2008) e Silva (2012) que utilizaram concentração de 85 % de água
e 15 % de esterco bovino fresco.
No presente estudo, a mistura empregada foi adaptada às condições do experimento
(volume do vaso) para que houvesse, após a aplicação, volume livre acima da superfície do solo
nos vasos. Portanto, a mistura foi realizada na proporção de 70 % de água de poço isenta de
qualquer tipo de tratamento químico e 30 % de esterco bovino fresco. Dessa mistura, foram
retiradas amostras da ARB para encaminhamento ao Laboratório de Monitoramento Ambiental
I – Águas e Efluentes do Departamento de Engenharia da UFRRJ. No laboratório foi feita a
caracterização da ARB, que contemplou as seguintes análises: pH, condutividade elétrica (dS
m-1), sólidos totais (mg L-1), demanda química de oxigênio – DQO (mg L-1), demanda
bioquímica de oxigênio – DBO (mg L-1), nitrogênio total (mg L-1), nitrogênio amoniacal – N-
NH4+ (mg L-1) e fósforo total (mg L-1). As análises realizadas pelo Laboratório seguiram as
recomendações contidas no Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater
(EATON et al., 1995). A caracterização da ARB (mistura de 70 % de esterco fresco e 30 % de
água) e as lâminas totais de ARB aplicadas podem ser observadas, respectivamente, nas Tabelas
3 e 4.
Tabela 3
Caracterização da água residuária de bovinocultura de leite (ARB).
Características Valores
pH 7,38
Condutividade Elétrica (dS m-1) 2,55
Sólidos Totais (mg L-1) 22.100,00
DQO (mg L-1) 20.080,00
DBO (mg L-1) 4.712,00
Nitrogênio Total (mg L-1) 486,50
N-NH4+ (mg L-1) 117,50
Fósforo total (mg L-1) 75,00
Fonte: JORGE, 2013.
38
Tabela 4
Doses de nitrogênio (N) e suas respectivas lâminas correspondentes de água residuária
de bovinocultura de leite (ARB).
Tratamento Dose (% N) Lâmina de ARB total (mm)
T1 0 0,00
T2 50 25,67
T3 100 51,34
T4 200 102,68
T5 300 154,02
T6 400 205,36
Fonte: JORGE, 2013.
O preparo da ARB foi feito sempre com 48 h de antecedência a aplicação e armazenado
em um galão com capacidade para 200 L.
A aplicação das diferentes dosagens da ARB no solo foi feita de forma manual, com o
uso de recipientes graduados para a diferenciação dos tratamentos. Portanto, não se utilizou o
sistema de irrigação para a aplicação do efluente, pois, além do potencial entupimento dos
emissores, o sistema foi montado de maneira que a aplicação de água fosse idêntica para todas
as plantas, o que inviabilizava a diferenciação das doses (JORGE, 2013).
Na irrigação do tomateiro foi utilizado um sistema de irrigação localizada constituído
de um conjunto moto-bomba (DANCOR CAM-W4C); filtro de disco de 120 mesh (para
proteção do sistema de irrigação contra entupimento ou abrasão); manômetro; tubulações de
PVC AMANCO (linha de sucção, recalque, principal e de derivação); válvula reguladora de
pressão no início de cada linha lateral; mangueira de polietileno de 16 mm de diâmetro
AMANCO; gotejadores NETAFIM com vazão de 2,4 L h-1 e pressão de serviço de 10 m.c.a. O
sistema foi distribuído em espaçamento de 0,70 m entre linhas, com apenas um emissor por
planta; e demais conexões (JORGE, 2013).
Após a montagem do sistema de irrigação, determinou-se o Coeficiente de
Uniformidade de Distribuição (CUD), sendo o valor mínimo recomendável para sistemas de
irrigação localizada de 85 % de eficiência, segundo o Boletim 36 da Organização das Nações
Unidas para Alimentação e Agricultura (Food and Agriculture Organization of United Nations
39
- FAO) (CALGARO; BRAGA, 2008). Para tanto foi utilizada a metodologia descrita por
Frizzone et al. (2012) para a determinação do CUD.
O Coeficiente de Uniformidade de Distribuição (CUD) foi calculado utilizando-se a Eq.
3:
X
XCUD 25
(3)
25X - média dos 25 % menores valores de vazão coletados (L h-1);
X - vazão média considerando todos os emissores avaliados (L h-1).
A vazão média dos gotejadores do sistema de irrigação determinada após o teste foi de
2,58 L h-1. E a eficiência do sistema de irrigação foi de 92,5 %, tendo sido superior ao mínimo
recomendado pelo Boletim 36 da FAO (JORGE, 2013).
Com o intuito de retornar à umidade do solo para próximo à capacidade de campo, as
irrigações foram efetuadas em pulsos com duração de 2 minutos por vez e se repetiram, quando
necessário, ao longo do dia em função das condições de umidade do solo. Entretanto, por causa
da diferença existente entre os tratamentos que influenciava no volume de água residuária de
bovinocultura de leite aplicado semanalmente, se fez necessário o cálculo da diferença do
volume de cada tratamento em relação ao tratamento com maior lâmina de ARB aplicada (T6
– 400 % de N). A diferença de volume encontrada era, então, equiparada com água de irrigação
através de um recipiente graduado para que não ocorressem diferenciações na quantidade total
de água aplicada a planta, fosse por meio da ARB ou pelo sistema de irrigação. Não houve
perdas por lixiviação e drenagem no fundo dos vasos devido à água de irrigação (JORGE,
2013).
Com relação ao manejo do tomateiro, semanalmente foram realizadas desbrotas a fim
de que todas as plantas permanecessem com o mesmo número de ramos. Porém, não foram
realizados raleios ao longo do experimento.
O combate a pragas foi feito diariamente através, primeiramente, do monitoramento
visual para identificação de possíveis infestações. Como se tratou de cultivo orgânico foram
realizadas catações, principalmente de lagartas, e aplicações quando necessárias de Bacillus
thuringiensis, Beauveria sp. e calda sulfocálcica em emulsão por meio de pulverizações. Para
40
se evitar qualquer tipo de resistência pelos insetos-praga aos bioinseticidas foram feitos rodízios
na utilização dos mesmos.
No controle de doenças realizou-se, como medida preventiva contra a requeima
(Phytophthora infestans), pulverizações de calda bordalesa a 1 % de concentração. As
aplicações ocorreram semanalmente, tendo início no dia 18/06/12 (20 DAT) e realizada até
30/07/12 (62 DAT). As pulverizações preventivas são de grande importância para o tomateiro,
pois a requeima é de difícil controle e está associada ao excesso de nitrogênio aliado a
deficiência de boro e ao plantio mais adensado (SALVO; YOSHIMURA, 2015).
2.2.1 Densidade de fluxo de fótons fotossintéticos e índice de área foliar
Medidas de densidade de fluxos de fótons fotossintéticos (DFFF) acima e abaixo do
dossel e estimativas do índice de área foliar (IAF) do tomate cereja cultivado em ambiente
protegido foram realizadas com um ceptômetro (AccuPAR LP80, Decagon Devices, Inc.). O
ceptômetro é composto por um sensor quantum externo, que permite a realização de medidas
de DFFF acima do dossel, e uma sonda de 86,5 x 2,0 cm, ao longo da qual estão dispostos 80
sensores quantum espaçados em 1,0 cm cada (amplitude de 0 - 2500 µmol m-2 s-1 e resolução
de 1 µmol m-2 s-1) (DECAGON DEVICES, 2015).
As medições da densidade de fluxos de fótons fotossintéticos abaixo do dossel (DFFFin)
foram feitas posicionando-se a sonda entre duas linhas de plantio abaixo do dossel, próximo a
superfície do vaso, para medir a DFFFin imediatamente abaixo e entre as linhas de plantio.
Simultaneamente, para a obtenção da densidade de fluxos de fótons fotossintéticos acima do
dossel (DFFFa) o sensor quantum externo foi posicionado numa superfície horizontal e com
horizontes livres, próximo e acima do dossel (SANTOS et al., 2013).
Foram realizadas campanhas de medidas semanais com o ceptômetro no período de
25/07/12 (57 DAT) a 15/08/12 (78 DAT). Durante o período das campanhas a cultura
encontrava-se no estádio fenológico de floração e frutificação (25/07/12) e de maturação dos
frutos e colheita (01/08 a 15/08/12). As campanhas contemplaram duas parcelas de cada
tratamento, e incluíam a testemunha, ou seja, foram amostradas duas parcelas de cada um dos
seis tratamentos (as parcelas foram sempre às mesmas em todas as campanhas). Em cada
campanha foram realizadas medidas de DFFF em oito diferentes posições no dossel de cada
parcela. A cada quatro amostragens era feita a média dos valores da DFFFin, DFFFa e do IAF.
As medidas foram realizadas sempre às 12 horas local para evitar a influência de outros fatores
como: ângulo de elevação solar e sombreamento da estrutura.
41
A estimativa do IAF pelo ceptômetro foi baseada nas medidas da DFFFin, da DFFFa e
de outras variáveis associadas a arquitetura do dossel vegetativo (distribuição da área foliar) e
a radiação solar (fração da irradiância solar direta e irradiância proveniente de outras fontes
como difusa ou mesmo refletida por outras superfícies). A distribuição de área foliar
corresponde à distribuição do ângulo foliar no interior do dossel (descreve como as folhas estão
orientadas em relação ao espaço) e varia entre as culturas. No ceptômetro este parâmetro é um
dado de entrada a ser inserido no aparelho e provém da razão entre o máximo comprimento do
eixo horizontal e o vertical da projeção da área do dossel num plano hipotético horizontal e
vertical, respectivamente (SANTOS et al., 2013). Para a maioria das culturas o valor adotado
de distribuição de área foliar é de 1,0, isso assume que a distribuição angular da copa seja
esférica (DECAGON DEVICES, 2015).
2.2.2 Coeficiente de extinção da luz do dossel
O coeficiente de extinção (k) foi obtido para cada tratamento com base no modelo de
extinção da radiação baseado na Lei de Beer (1852) e aplicado a um dossel vegetal por Monsi
e Saeki (1953), conforme Eq. 4 e 5. Este modelo descreve o perfil vertical de radiação solar no
dossel das culturas (RADIN, 2002) e é um parâmetro adimensional que integra a diminuição
no fluxo de radiação dentro do dossel (ROMANO, 2005).
IAFk
ain eDFFFDFFF . (4)
IAF
DFFF
DFFF
kin
a
ln
(5)
DFFFin - densidade de fluxos de fótons fotossintéticos abaixo do dossel (µmol m-² s-1);
DFFFa - densidade de fluxos de fótons fotossintéticos acima do dossel (µmol m-² s-1);
k - coeficiente de extinção da luz no dossel da planta (adimensional);
IAF - índice de área foliar (adimensional).
O IAF para cada observação e tratamento foi estimado (IAFest), com base no modelo
proposto por Monsi e Saeki (1953), a partir da Eq. 6, com o valor de k mediano obtido
42
experimentalmente e comparado com o IAF determinado pelo ceptômetro (IAFcep). A
comparação foi realizada com o ajuste de regressão linear simples forçada a passar pela origem
(Y = β1 X). Os valores de IAFest e IAFcep para cada tratamento foram plotados, respectivamente,
no eixo das ordenadas (Y) e no eixo das abscissas (X) e determinado o coeficiente de
determinação (r²). Esta comparação entre IAFest e IAFcep teve como intuito verificar a coerência
no coeficiente de extinção determinado.
k
DFFF
DFFF
IAF a
in
ln
est
(6)
IAFest - índice de área foliar estimado (adimensional);
k - coeficiente de extinção mediano entre os tratamentos considerados (adimensional).
2.2.3 Eficiência de interceptação
A eficiência de interceptação (Ԑint) da densidade de fluxos de fótons fotossintéticos pelo
dossel da cultura foi estimada pelo quociente entre a densidade de fluxo de fótons
fotossintéticos absorvidos pela cultura e a densidade de fluxo de fótons fotossintéticos acima
do dossel (CARDOSO et al., 2010; OLIVEIRA et al., 2013):
a
in
a
abs
DFFF
DFFF
DFFF
DFFF 1int
(7)
Ԑint - eficiência de interceptação (adimensional);
DFFFabs - densidade de fluxos de fótons fotossintéticos absorvidos pelo dossel (µmol
m-² s-1);
DFFFa - densidade de fluxos de fótons fotossintéticos acima do dossel (µmol m-² s-1);
DFFFin - densidade de fluxos de fótons fotossintéticos abaixo do dossel (µmol m-² s-1).
Foi usada a Eq. 7 aplicada à Eq. 4, com o k mediano entre os tratamentos e as medidas
de DFFF acima e abaixo do dossel para estimar a Ԑint em função do IAF obtido pelo ceptômetro.
43
Desta forma, buscou-se observar, a eficiência máxima de interceptação e a partir de quais
valores de IAF a Ԑint tende a se manter constante.
2.3 ANÁLISE ESTATÍSTICA
Para os tratamentos estatísticos dos dados considerados nas análises (densidade de fluxo
de fótons fotossintéticos, coeficiente de extinção da luz, eficiência de interceptação e índice de
área foliar), foi utilizado o programa computacional Microsoft Excel na versão 2010 com o
qual foram elaboradas planilhas eletrônicas e gerados gráficos de dispersão de dados. No
processamento de equações foi utilizada a ferramenta solver do Excel.
Os testes de normalidade da distribuição dos valores foram realizados através do
software estatístico livre Assistat, versão 7.7 beta. Foram considerados nas análises os
resultados obtidos pelo teste de Kolmogorov-Smirnov utilizado para avaliar as hipóteses dos
dados seguirem ou não uma distribuição normal.
O teste de Kolmogorov-Smirnov avalia as hipóteses: H0 – Os dados seguem uma
distribuição normal; e H1 – Os dados não seguem uma distribuição normal. Este teste observa
a máxima diferença absoluta entre a função de distribuição acumulada assumida para os dados,
no caso a normal, e a função de distribuição empírica dos dados. Como critério, compara-se
esta diferença com um valor crítico, para um dado nível de significância (BUSSAD;
MORETTIN, 1987; MAGALHÃES; LIMA, 2001).
Após a aplicação do teste de Kolmogorov-Smirnov foi utilizado o software Action
versão 2.8, suplemento da ferramenta Microsoft Excel, disponibilizado gratuitamente no Portal
Action. Este suplemento permite realizar, dentre outros, o teste não paramétrico – “on ranks” –
de Kruskal-Wallis. Segundo informações do próprio portal que disponibiliza o Action, o teste
de Kruskal-Wallis é análogo ao teste F na ANOVA 1 fator, porém, usado em problemas de
inferência no qual as distribuições das populações envolvidas não precisam pertencer a uma
família específica de distribuições de probabilidade tal como normal, uniforme, exponencial,
entre outras (SPRENT, 1989; CONOVER, 1980). Os testes não paramétricos são também
conhecidos como testes livres de distribuição.
Ao efetuar o teste de Kruskal-Wallis o suplemento realiza comparações múltiplas, e
assim, indica se houveram diferenças estatísticas significativas dos dados avaliados entre os
tratamentos. Em caso positivo, as comparações múltiplas identificam entre quais tratamentos
ocorreram essas diferenças.
44
3 RESULTADOS E DISCUSSÃO
3.1 DENSIDADE DE FLUXO DE FÓTONS FOTOSSINTÉTICOS (DFFF), ÍNDICE DE
ÁREA FOLIAR (IAF), COEFICIENTE DE EXTINÇÃO (K) E EFICIÊNCIA DE
INTERCEPTAÇÃO (ԐINT)
Pôde-se observar nas campanhas de medição com o ceptômetro variações nos valores
de DFFFa e DFFFin. Isto porque ambos os parâmetros variam no tempo. Também deve-se
considerar a influência da estrutura da casa de vegetação em decorrência de maior incidência
da radiação difusa (multidirecional), em consequência do processo de reflexão da radiação pelo
material de cobertura.
A DFFFin é, ainda, diretamente influenciada pelo IAF. Plantas com maiores valores de
IAF tendem a interceptar maiores quantidades de DFFF e, desta forma, reduzir a transmissão
da radiação incidente para a superfície do solo. Outro fator de importância neste processo é o
coeficiente de extinção da cultura, que define a maior ou menor absorção da radiação
fotossinteticamente ativa pela planta.
As estimativas de IAF obtidas pelo ceptômetro foram avaliadas, estatisticamente, entre
os seis tratamentos em cada campanha. Ao se comparar o IAF entre os tratamentos, conforme
apresentados na Tabela 5, verificou-se que as plantas submetidas ao tratamento T3 (100 % de
N) apresentaram os menores valores de IAF ao longo das campanhas consideradas. Todavia, as
análises estatísticas de IAF não apontaram diferenças significativas para nenhum dos seis
tratamentos, de acordo com os resultados do teste de Kruskal-Wallis (p < 0,05). Os dados de
IAF apresentaram distribuição normal pelo teste estatístico de Kolmogorov-Smirnov (p < 0,05).
Os resultados indicaram também que o menor desenvolvimento vegetativo do tomateiro
sob à dose de 100 % de N (T3) ocorreu por questões adversas ao tratamento aplicado como, por
exemplo, infestação sistemática de pragas e/ou doenças nas parcelas amostradas com o T3. As
parcelas amostradas foram sempre as mesmas em todas as campanhas realizadas e para todos
os seis tratamentos.
45
Tabela 5
Valores de Índice de Área Foliar (IAF) médio obtidos pelo ceptômetro em cada
campanha de medição de acordo com as distintas doses de nitrogênio (N) aplicadas.
Campanhas DAT
Tratamentos (% de N)
T1
(0 %)
T2
(50 %)
T3
(100 %)
T4
(200 %)
T5
(300 %)
T6
(400 %)
25/jul 57 1,16 ns 1,42 ns 1,07 ns 1,39 ns 1,39 ns 1,67 ns
01/ago 64 1,53 ns 1,59 ns 1,25 ns 1,85 ns 2,03 ns 1,95 ns
08/ago 71 1,52 ns 1,88 ns 1,55 ns 2,16 ns 2,25 ns 1,96 ns
15/ago 78 1,59 ns 1,97 ns 1,44 ns 1,95 ns 1,87 ns 1,82 ns
ns – não significativo (p < 0,05)
A elevação nos teores de nitrogênio até a dose recomendada para a cultura (100 % de
N) deveria resultar em valores progressivos de IAF. Entretanto, a partir do valor de
recomendação da dosagem de nitrogênio, nada se pode afirmar com relação ao incremento ou
diminuição do IAF. Todavia, os resultados de IAF obtidos no presente estudo indicaram que a
elevação dos teores de N fornecidos às plantas até a dose de 300 % acima do valor de referência
para a cultura acarretou em incremento da área foliar.
Na campanha realizada aos 71 DAT, na fase de maturação dos frutos e colheita,
verificou-se que a cultura alcançou seu máximo IAF médio (Tabela 5), para os tratamentos T3
(100 % de N), T4 (200 % de N), T5 (300 % de N) e T6 (400 % de N), enquanto que para os
tratamentos T1 (0 % de N) e T2 (50 % de N) não se observou esse padrão. A partir desta data,
as plantas dos tratamentos T3, T4, T5 e T6 iniciaram o processo de senescência, indicado pela
diminuição do IAF. Depreende-se com esses resultados, que a elevação das doses de N acima
do valor de referência para o tomateiro, favoreceu a aceleração do ciclo da cultura. As plantas
submetidas aos tratamentos T1 e T2 continuaram a desenvolver-se até a última campanha
considerada (78 DAT).
Foi possível observar, também, que apesar da quantidade de N aplicado pelo T6 (400 %
de N) ter sido superior a fornecida pelo T5 (300 % de N), com exceção da campanha aos 57
DAT, as plantas submetidas ao tratamento T5 atingiram valores de IAF superiores ao de T6.
Sugere-se que nessa dosagem de 400 % (T6), o acúmulo dos teores de N nas plantas possa ter
ocasionado fitotoxidez nas mesmas. O excesso de N em tomateiro pode induzir anomalias
fisiológicas (FILGUEIRA, 2013). O acúmulo de N nas plantas, em decorrência do aumento das
46
doses pelos tratamentos, foi verificado por Jorge (2013), com base em variáveis biométricas e
de produção obtidas no mesmo experimento considerado no presente estudo. O autor, verificou
por meio de análises dos teores nutricionais das folhas do tomateiro (massa seca) aos 32 DAT,
maior acúmulo de N nas plantas submetidas ao tratamento T6 (400 % de N). O acúmulo do N
nas folhas das plantas coincidiu com o acréscimo das doses de N fornecidas pelas lâminas de
ARB.
O máximo IAF foi obtido para o tratamento com 300 % de N (IAF = 2,25), aos 71 DAT.
A relação gráfica entre os valores de IAF e DAT para o tratamento T5 (300 % de N) pode ser
vista na Figura 4. O coeficiente de determinação (r²) fornecido pelo ajuste exponencial foi de
0,99.
Figura 4: Índice de Área Foliar (IAF) em função dos dias após o transplantio (DAT)
de plantas submetidas ao tratamento T5 (300 % de N).
Reis et al. (2013) em experimento realizado com a cultura do tomateiro sob condições
de ambiente protegido encontrou valor máximo de IAF de 2,82 aos 70 DAT. A partir dos 70
DAT, o IAF decresceu e atingiu valor de 2,70 aos 80 DAT. O IAF determinado por Reis et al.
(2013) foi em torno de 20 % maior que o observado no presente trabalho para o tratamento T5
(300 % de N) aos 71 DAT.
De acordo com o teste de Kolmogorov-Smirnov (p < 0,05), a distribuição de frequência
dos coeficientes de extinção analisados não apresentou distribuição normal. A mediana de k foi
de 0,79 para todos os tratamentos com exceção de T1 (testemunha) e T3 (100 % de N) cujo k
47
foi, respectivamente de 0,78 e 0,77 (Tabela 6). Entretanto, apesar do coeficiente de extinção de
T3 ter apresentado a maior diferença percentual (2,5 %) se comparado aos demais tratamentos,
o resultado do teste não paramétrico de Kruskal-Wallis (p < 0,05) demonstrou que não
houveram diferenças estatísticas significativas de k entre os tratamentos ao longo do período
avaliado. As diferenças entre k mediano dos tratamentos foram inferiores aos coeficientes de
variação (CV), o que indicou baixa dispersão dos dados, independente do tratamento.
Tabela 6
Medianas do coeficiente de extinção (k) por tratamento aplicado, mediana total de k
entre os tratamentos e análises estatísticas (desvio padrão e coeficiente de variação).
Tratamentos
(% de N) k (mediana) Desvio Padrão CV (%)
T1 (0 %) 0,780 0,03 3,5
T2 (50 %) 0,798 0,03 5,0
T3 (100 %) 0,770 0,05 6,5
T4 (200 %) 0,796 0,03 4,0
T5 (300 %) 0,794 0,03 4,3
T6 (400 %) 0,791 0,05 5,9
Mediana 0,792 - -
A mediana de k entre todos os tratamentos (k = 0,792) foi utilizada na estimativa de IAF
(IAFest). As estimativas de IAFest foram relacionadas graficamente por meio de regressão linear
simples forçada a passar pela origem com os valores do IAF obtidos pelo ceptômetro (IAFcep).
A relação entre o IAFest e IAFcep apresentou coeficiente de determinação (r²) resultante da
regressão linear ajustada de 0,98. Esse resultado indicou que o k mediano proporcionou
precisão elevada na estimativa do IAF, com subestimativa menor que 1 %, como indicado pelo
coeficiente angular da regressão de 0,99 (Figura 5). Este resultado demonstrou coerência do
coeficiente de extinção estimado pela equação de Monsi e Saeki (1953) com dados de densidade
de fluxo de fótons fotossintéticos obtidos experimentalmente.
48
Figura 5: Regressão linear entre Índice de Área Foliar estimado (IAFest) com
coeficiente de extinção (k) mediano e Índice de Área Foliar obtido pelo ceptômetro (IAFcep).
Comparando-se o coeficiente de extinção mediano entre os tratamentos (k = 0,792) ao
k determinado por outros autores também para a cultura do tomateiro, observa-se valores
similares ao do presente estudo. Bertin e Heuvelink (1993) determinaram para cobertura de
plantas de tomateiro cultivado em ambiente de estufa coeficiente de extinção da luz de 0,80.
Higashide e Heuvelink (2009) ao utilizarem a equação de Monsi & Saeki (1953), obtiveram
coeficiente de extinção da luz de 0,75. Estes autores também constataram que o coeficiente é
dependente das características morfológicas e fisiológicas da planta, devendo-se observar
valores de k similares para a mesma cultura.
Radin (2002) estimou coeficiente de extinção da luz para a cultura do tomateiro a partir
da fração da radiação fotossinteticamente ativa através da regressão linear entre o termo [ln (1-
Ԑint)] e o IAF derivado da equação da transmissividade adaptada da Lei de Beer. Para todos os
ambientes pesquisados (estufa com tela, estufa sem tela e área externa à estufa) o coeficiente
de extinção médio foi de 0,57. Isto representa diferença percentual de 32 % do valor de k
mediano obtido no presente trabalho (k = 0,792). Esta diferença entre k se deu devido ao uso,
por Radin (2002), da fração da radiação fotossinteticamente ativa na estimativa do coeficiente
de extinção, enquanto que a determinação de k no presente trabalho foi feita com medidas de
densidade de fluxo de fótons fotossintéticos. A radiação fotossinteticamente ativa utilizada por
49
Radin (2002) corresponde à média de energia ao longo da banda do visível dividida pela energia
dos fótons no comprimento de onda verde, enquanto que a DFFF considera toda a faixa do
visível (CAMPBELL; NORMAN, 1998).
Fazendo-se um comparativo com outra hortaliça pertencente à mesma família do
tomate, os autores Silva et al. (2009) obtiveram para a berinjela (Solanum melongena L.),
cultivada em campo aberto no Espírito Santo, coeficiente médio de extinção da luz de 0,55.
Diferenças na disponibilidade de radiação podem causar modificações na estrutura e
função das folhas da cultura, que podem responder de maneira diferenciada à radiação por
alterações morfológicas, anatômicas, de crescimento e na taxa fotossintética (GOMES et al.,
2008).
Baixos coeficientes de extinção da luz são mais efetivos na transferência de radiação
para o interior do dossel e, assim, resultam em melhor aproveitamento da radiação pelo dossel
como um todo, quando este se encontra completamente fechado (LAMBERS et al, 1998;
ZHANG et al., 2014). Segundo Allen et al. (1998), isto ocorre com IAF de 2,88. Já elevados
valores de k indicam que apenas pequena fração da radiação consegue ser transmitida para o
interior do dossel (LAMBERS et al, 1998; ZHANG et al., 2014). Isto acontece porque quando
o coeficiente de extinção é baixo, tem-se um valor maior do coeficiente de transmissividade, o
que favorece a transmissão da radiação para o interior do dossel e, assim, melhor
aproveitamento da energia incidente. O k tende a ser menor para folhas predominantemente
eretas (arquitetura do dossel mais verticalizada), enquanto que é alto para folhas arranjadas
horizontalmente (LAMBERS et al., 1998). Sarlikioti et al. (2011), por sua vez, concluíram
através de modelagem matemática e computacional, que para o tomate cultivado em ambiente
protegido, a forma e o comprimento das folhas afetam a distribuição vertical da luz na cultura.
A relação entre o coeficiente de extinção e a arquitetura do dossel descrita por Lambers
et al. (1998) pode ser observada para a cultura do milho. O milho pertence a uma família
diferente da do tomateiro (Poacea) e tem sua estrutura completamente distinta. As folhas da
planta do milho apresentam distribuição mais verticalizada se comparadas ao tomateiro. Em
virtude disto, o milho apresenta valor de k inferior ao do tomateiro. De acordo com Ferreira-
Júnior et al. (2014) o coeficiente de extinção da cultura do milho é de 0,62. Os autores
determinaram k, em experimento com milho (Zea mays L.), variedade BR 106 da EMBRAPA,
cultivado sob três diferentes sistemas de manejo (cobertura de capim, plástico na entrelinha e
cultivo tradicional) e verificaram que não houveram diferenças estatísticas significativas de k
para os sistemas de manejo estudados. Concluíram, então, que o coeficiente de extinção da luz
depende da estrutura do dossel da planta.
50
Apesar da maioria dos autores destacarem a estrutura do dossel como o fator que mais
influencia no coeficiente de extinção da luz, Zhang et al. (2014) abordaram que k é determinado
pelo ângulo de inclinação das folhas e pelo ângulo solar zênite e, portanto, implicitamente, k
sofre influências temporais e espaciais.
No presente trabalho, entretanto, não se observaram diferenças estatísticas significativas
(p < 0,05) entre as amostragens de um mesmo tratamento avaliado ao longo das quatro
campanhas. Contudo, o período das campanhas foi de um mês e as medidas realizadas sempre
no mesmo horário, ou seja, o mesmo ângulo zenital.
O k está diretamente relacionado a eficiência de interceptação (Ԑint), pois o dossel das
plantas ao interceptar a radiação fotossinteticamente ativa, a transmite para seu interior onde é,
então, absorvida pelas folhas e utilizada nos processos metabólicos. Esta capacidade da planta
em absorver a radiação interceptada depende do coeficiente de extinção da luz no dossel,
conforme abordado anteriormente. Todavia, a radiação disponível a planta depende da
eficiência de interceptação da mesma pela cultura. Quanto maior a radiação interceptada, maior
será a disponibilidade de radiação à planta, entretanto, nem toda a radiação interceptada pelo
dossel é efetivamente utilizada pelas plantas nos processos bioquímicos. Parte da radiação
interceptada é perdida por reflexão ou pela transmissão ao solo pelo próprio dossel.
Para as estimativas de Ԑint também foram aplicados os testes de Kolmogorov-Smirnov
(p < 0,05) e Kruskal-Wallis (p < 0,05), que demostraram, respectivamente, a não normalidade
da distribuição e a não ocorrência de diferenças estatísticas significativas de Ԑ int entre os
tratamentos considerados. As medianas das Ԑint para os distintos tratamentos estão apresentadas
na Tabela 7.
Tabela 7
Valores medianos de eficiência de interceptação (Ԑint) por campanha de medição de
acordo com os tratamentos aplicados.
Campanhas
Tratamentos (% de N)
DAT T1
(0 %)
T2
(50 %)
T3
(100 %)
T4
(200 %)
T5
(300 %)
T6
(400 %)
25/jul 57 0,578 0,674 0,521 0,670 0,647 0,714
01/ago 64 0,701 0,693 0,598 0,764 0,806 0,781
08/ago 71 0,680 0,741 0,659 0,823 0,825 0,754
15/ago 78 0,722 0,785 0,662 0,778 0,755 0,762
51
Observaram-se valores crescentes de Ԑint para todos os tratamentos até a campanha do
dia 08 de agosto (71 DAT), exceto para os tratamentos T1 (0 % de N) e T6 (400 % de N). A
partir desta data, verificou-se decréscimo na Ԑint para as plantas de T4 (200 % de N) e T5 (300
% de N), enquanto que para os tratamentos T1 (testemunha), T2 (50 % de N) e T3 (100 % de
N), a Ԑint ainda não havia alcançado seu valor máximo. No caso do T6, a máxima eficiência
ocorreu aos 64 DAT (Ԑint = 0,781), entretanto, este valor foi inferior ao obtido pelo tratamento
T5.
Comparando-se os resultados de IAF e Ԑint (Tabelas 5 e 7) verificou-se que a máxima
eficiência foi obtida aos 71 DAT pelo tratamento T5 (Ԑint = 0,825) com 300 % da dose de N
recomendada para a cultura, com IAF igual a 2,25. Entretanto, para o mesmo período avaliado,
T4 (200 % de N) mostrou eficiência de interceptação próxima a máxima (Ԑint = 0,823), com
IAF igual a 2,16. A menor Ԑint foi obtida na primeira campanha (57 DAT) pelo tratamento T3
(Ԑint = 0,521), valor de N referência para a cultura (100 % de N). O T3 também apresentou o
menor IAF (IAF = 1,07) quando comparado aos outros tratamentos para o início das campanhas
de medidas.
Fazendo-se a correlação entre IAF e Ԑint, verificou-se que os valores de Ԑint foram
proporcionais aos valores de IAF. Com o aumento do IAF a Ԑint tendeu a aumentar até que
atingisse seu valor máximo quando IAF era máximo. A partir de então, ocorreu o decaimento
de IAF, o que indicou início do estádio de senescência. Isto pôde ser observado nas plantas dos
tratamentos T4 (200 % de N) e T5 (300 % de N). Para a cultura do tomateiro, as plantas atingem
máximo IAF próximo aos 70 DAT (REIS et al., 2013).
Notou-se, portanto, que apenas os tratamentos T4 (200 % de N) e T5 (300 % de N)
apresentaram redução na Ԑint concomitante ao processo de senescência. Essa mesma redução
não foi observada para T3 (100 % de N) e T6 (400 % de N) devido à diminuição não expressiva
no valor de IAF entre as campanhas dos dias 08 e 15 de agosto (71 e 78 DAT respectivamente)
A produção de biomassa pela planta é função da radiação fotossinteticamente ativa
interceptada pelo dossel e da eficiência com que estas convertem a energia radiante em energia
química, através da fotossíntese (RADIN, 2003). Ao se analisar o trabalho realizado por Jorge
(2013), que utilizou dados obtidos no mesmo experimento do presente estudo, verificou-se que
as plantas submetidas ao tratamento T5 (300 % de N) proporcionaram a maior produtividade
acumulada (14,22 t ha-1). Entretanto, cabe ressaltar, que a avaliação da produtividade pelo autor
supracitado foi realizada em período distinto ao considerado no presente trabalho. A avaliação
de produtividade por Jorge (2013) coincidiu somente até a segunda campanha (64 DAT) de
52
obtenção de dados. Com isso, não foi possível identificar se, a partir deste período, e quando as
Ԑint e IAF eram máximos, qual dos tratamentos forneceu a maior produtividade. Contudo, a
tendência é que com o aumento desses parâmetros aumente-se, também a produtividade.
Comparando-se a máxima eficiência observada (Ԑint = 82 %) com o trabalho de outros
autores, Oliveira et al. (2013) obtiveram, em cultivo irrigado do tomate sob condições de
campo, máxima eficiência de interceptação de 88 %. Radin et al. (2003) obtiveram eficiência
de interceptação de 81 % para o tomateiro cultivado em casa de vegetação.
As Ԑint foram ajustadas em função de IAF por meio de gráfico exponencial baseado na
combinação entre as equações de Monsi e Saeki (1953) e de eficiência de interceptação. Na
equação para a construção do gráfico foram inseridos os dados de Ԑint e seus respectivos IAF
para os seis tratamentos, assim como, valores aleatórios de IAF através dos quais foram
simuladas respostas quanto a eficiência Ԑint. Esses valores aleatórios de IAF foram utilizados
para verificar a partir de que valor de IAF a Ԑint tende a se manter constante. O resultado gráfico
pode ser visto na Figura 6.
Figura 6: Ajuste gráfico de eficiência de interceptação (Ԑint) e Índice de Área Foliar
(IAF).
Com base nos valores extrapolados, quando o IAF atinge valor igual a 3,0 a Ԑint alcança
91 %. Todavia, para valores de IAF maiores que 3,0 a taxa de variação da eficiência em função
do IAF tende a diminuir significativamente. Isso demonstrou que para que a cultura do
tomateiro obtivesse a maximização da Ԑint o IAF ideal seria igual a 3,0. Entretanto, nenhum dos
tratamentos atingiu IAF igual a 3,0 já que o máximo IAF obtido no experimento foi de 2,25
53
pelo tratamento T5 (300 % de N). O ajuste gráfico apresentou coeficiente de determinação (r²)
de 0,98.
O comportamento descrito pelo ajuste gráfico também pôde ser verificado por Cardoso
et al. (2010), que constataram que a eficiência de interceptação da radiação pela cultura aumenta
com o crescimento do IAF até que o mesmo atinja seu máximo e se torne, então, estável. Müller
e Bergamaschi (2005) afirmaram que a eficiência de interceptação da radiação
fotossinteticamente ativa aumenta com o crescimento da área foliar e estabiliza quando é
atingido o máximo IAF.
Em virtude das análises realizadas verificou-se que a eficiência de interceptação, o IAF
e o coeficiente de extinção correlacionam-se, portanto, entre si e são variáveis de fundamental
importância no entendimento da interação radiação solar e dossel vegetal. Quanto maior a área
foliar, maior é a interceptação da radiação solar pelo dossel da cultura. Entretanto, o melhor
aproveitamento da radiação interceptada dependerá, também, das características da estrutura do
dossel. No caso de plantas com folhas mais horizontais e de maior área foliar, ocorre o
sombreamento das folhas que estão localizadas nas partes inferiores do dossel. Isso acarreta na
diminuição da taxa fotossintética pelas folhas que estão situadas nestas partes inferiores do
dossel. Em plantas cujas folhas são mais verticalizadas, a radiação é interceptada e distribuída
pelo dossel da cultura de maneira mais uniforme.
No caso de cultivo em casa de vegetação, o ambiente proporcionou maior dispersão da
radiação solar em seu interior, e assim, causou aumento na fração solar difusa com maior
contribuição na faixa do visível (radiação fotossintética), o que favoreceu o aumento da
quantidade de radiação transmitida para o interior do dossel da cultura do tomateiro e contribuiu
com a eficiência de interceptação da radiação fotossintética.
54
CONCLUSÃO
As plantas do tomateiro apresentaram estrutura do dossel uniforme, independente das
doses de nitrogênio fornecidas pelas distintas lâminas de água residuária de bovinocultura de
leite.
O nitrogênio não interfere, portanto, na arquitetura do dossel da planta, todavia,
proporciona maior índice de área foliar às plantas submetidas a doses de nitrogênio duas e três
vezes superiores a recomendada para a cultura. Acima dessas doses, a elevação do nitrogênio
em quatro vezes o valor recomendado excede o limite de assimilação de nitrogênio pela planta.
Valores maiores de índice de área foliar implicam em maiores eficiências de
interceptação da radiação solar incidente.
Em termos de eficiência de interceptação, o tratamento com três vezes o valor da dose
recomendada de nitrogênio para a cultura do tomateiro (T5) é o mais eficaz, pois alcançou em
menor intervalo de tempo o valor máximo de eficiência se comparado aos demais tratamentos.
Do ponto de vista agronômico, o tratamento T5 (300 % de N) proporciona o
adiantamento do ciclo da cultura e fornece o máximo físico em termos de produtividade.
55
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