Temperatura do dossel vegetativo da cana-de-açúcar sob diferentes condições meteorológicas e potenciais de água no solo

Abstract

Medições da temperatura do dossel vegetativo, a partir da utilização da termometria a infravermelho, podem ser utilizadas em estudos de relações hídricas no sistema solo-planta-atmosfera, sendo uma ferramenta de fácil utilização e resposta rápida. O objetivo principal deste trabalho foi analisar a variação da diferença entre a temperatura do dossel vegetativo (tc) e a temperatura do ar (tar), sob diferentes condições meteorológicas e potenciais de água no solo, durante o estádio fenológico de crescimento da cana-deaçúcar. O experimento foi conduzido em condições de campo, em solo argiloso de fertilidade média, na área experimental pertencente ao Departamento de Engenharia Agrícola da Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, MG. O plantio da cana-de-açúcar (var. RB867515) foi realizado a partir de partes vegetativas do colmo no dia 08/10/2010, utilizando-se a densidade de 18 gemas por metro de linha de cultivo, com espaçamento de 1,4 m. Os sensores eletrônicos utilizados para medição da radiação solar, velocidade do ar, umidade relativa, temperatura do ar e temperatura do dossel vegetativo foram conectados a um sistema serial de aquisição de dados. O potencial de água no solo (Ψ) foi obtido a partir de leituras diárias fornecidas por um medidor digital, utilizando-se a média de três sensores de resistência elétrica, que foram instalados a 30 cm de profundidade. Em intervalos semanais e quinzenais, foram realizadas medidas biométricas não destrutivas em campo e destrutivas em laboratório, respectivamente. A relação entre o diferencial de temperatura "tc-tar"e as variáveis, radiação solar global (Rg) e déficit de pressão de vapor d'água no ar (DPVar), foram determinadas para condições de céu claro, nublado e parcialmente nublado, sob distintos valores de potencial de água no solo. Sob ausência de estresse hídrico (Ψ > −10kPa), foi possível observar que os parâmetros da relação "tc-tar=aRg−bDPVar" são afetados pelas condições de nebulosidade. A presença de nuvens resultou, respectivamente, no aumento e redução dos parâmetros "a" e "b", tanto para o índice de área foliar médio de 2,40 como 3,35. Com a redução do conteúdo de água disponível no solo, constatado aos 220 (Ψ ≈ −120kPa) e 240 (Ψ ≈ −180kPa) dias após o plantio, observou-se também um ligeiro aumento do parâmetro "a", mas um efeito contrário no parâmetro "b". Este fato pode ser explicado pela diminuição da disponibilidade hídrica no solo, que faz com que a abertura estomática seja controlada nas horas de maior demanda de água, diminuindo, assim, o resfriamento evaporativo por transpiração. Estes resultados sugerem que a termometria a infravermelho tem potencial para estimativa da disponibilidade hídrica no solo, na fase fenológica de crescimento da cana-de-açúcar, mesmo sob a presença de nebulosidade.

Canopy temperature measurementswith infrared thermometers can be used in studies of water relations in the soil-plant-atmosphere, being a tool of easy use and quick response. The main objective of this study was to analyze the variation of the difference between canopy temperature (tc) and the air temperature (tair) under different meteorological conditions and soil water potential during the phenological growth stage of sugarcane. The experiment was conducted under field conditions in clay soil of medium fertility at the Agricultural Engineering Department from the Federal University of Viçosa, Viçosa, MG. The sugarcane planting (var. RB867515) was conduced from vegetative parts of the stem on 08/10/2010, using the density of 18 buds per meter of crop row, with 1.4 m spacing. The electronic sensors used to measure solar radiation, air velocity, relative humidity, air temperature and canopy temperature were connected to a serial system data acquisition. The soil water potential (Ψ) was obtained from daily readings provided by a digital gauge, using the average of three sensors of electrical resistance, which were installed at 30 cm depth. At weekly and biweekly, biometric measurements were performed in field (non-destructive) and laboratory (destructive). The relationship between the temperature differential "tc-tair" and variables, incident radiation (Ri) and vapor pressure deficit in the air (VPDair), were determined for clear sky, cloudy and partially cloudy conditions, under different values of soil water potential. In the absence of water stress (Ψ> -10 kPa), it was observed that the parameters of the relationship "tc-tair = a Rg - b VPDair" are affected by cloudy conditions. The presence of clouds resulted, respectively, increase and decrease of the parameters "a" and "b" for both the average leaf area index of 2.40 as 3.35. With the decline of the available soil water, found at 220 (Ψ ≈ -120 kPa) and 240 (Ψ ≈ -180 kPa) days after planting, it was observed also a slight increase in the parameter "a", but an opposite effect parameter "b". This fact can be explained by decreased availability of soil water, which causes stomatal opening which is controlled at times of peak water demand, thus reducing evaporative cooling through transpiration. These results suggest that infrared thermometry has the potential to estimate soil water availability, phenological growth stage of sugarcane, even in the presence of cloud.