Uso adequado de casas de vegetação e telados na experimentação agrícola

547 Uso adequado de casadevegetação Uso adequado de casadevegetação Uso adequado de casadevegetação Uso adequado de casadevegetação Uso adequado de casadevegetação e de telados na e e de telados na e e de telados na e e de telados na e e de telados na experiment xperiment xperiment xperiment xperimentação agrícola ação agrícola ação agrícola ação agrícola ação agrícola Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental v6 n3 p547552 2002 Campina Grande PB DEAgUFCG httpwwwagriambicombr Napoleão E de M Beltrão1 José Fideles Filho2 Ivana C de M Figueirêdo3 1 Embrapa Algodão Email nbeltraocnpaembrapabr Foto 2 UEPBEMEPAPB Estrada da Imbaúba km 3 Lagoa Seca PB Fone 83 3661298 Email fidelesuepbrppbr 3 DEAgCCTUFCG Fone 83 3422744 Email ivanacmfyahoocombr Resumo Resumo Resumo Resumo Resumo Neste trabalho objetivouse aglutinar elementos para o uso mais adequado de casas devegetação e telados com a finalidade de experimentação agrícola São discutidos os fatores água temperatura do ar e irradiância solar no interior de coberturas artificiais bem como o manejo do ambiente em termos de tamanho de vasos seu posicionamento nas casasdevegetação e o uso da água de irrigação Devese evitar telas de cor verde reflete o verde e absorve o vermelho usado na fotossíntese e se deve ter os vasos sempre da mesma cor e tamanho PPPPPala ala ala ala alavr vr vr vr vrascha ascha ascha ascha aschavvvvve e e e e Irradiação solar temperatura do ar umidade relativa do ar espectro da irradiação solar cores de tela e vasos Appropriate use of greenhouse Appropriate use of greenhouse Appropriate use of greenhouse Appropriate use of greenhouse Appropriate use of greenhouse in the agricultur in the agricultur in the agricultur in the agricultur in the agricultural e al e al e al e al experiment xperiment xperiment xperiment xperimentation ation ation ation ation Abstract Abstract Abstract Abstract Abstract This paper reviews the main factors affecting the use of greenhouses in agricultural experimentation The effects of water quality air temperature and solar irradiance are discussed along with size placement and color of potsrecipients and use of water in irrigation Green screen should be avoided in greenhouses as they reflect the green light while absorbing the photosynthetically active red light All the potsrecipients must be of the same color and size KKKKKeeeeey w y w y w y w y wor or or or ords ds ds ds ds solar irradiation air temperature relative humidity solar light spectrum screen and pot color Protocolo 32 2632002 INTRODUÇÃO No mundo uma parte significativa da pesquisa agrícola e da produção de algumas plantas ornamentais e hortaliças é feita em casasdevegetação ou telados casas de plástico não climatizadas na maioria dos casos sem controle do ambiente luz irradiação solar global irradiação infravermelha e calórica umidade relativa e temperatura do ar A nível global em 1995 existia uma área de 300000 ha de casasdevegetação vidro e plástico sendo que no Brasil havia 1000 ha de estufas utilizadas para o cultivo de plantas ornamentais hortaliças e mudas de várias espécies de plantas na área científica cerca de 40 ha de casasdevegetação Oliveira 1995 representando segundo o mesmo autor 3529 de casas de vidro 3781 de plástico polietileno e 2184 do tipo guardachuva Ao longo de mais de 25 anos de pesquisas no campo e em casasde vegetação vidro plástico telados abertos e fechados e casas de guardachuva em várias localidades do Brasil em especial no Nordeste próximo ao Equador verificouse que existem resultados para uma mesma variável e fator estudados dentro de uma mesma espécie e até cultivar obtidos em casade vegetação contraditórios e muitas vezes opostos devido a uma série de fatores aqui chamados de passíveis de controle e os incontroláveis intrínsecos e extrínsecos Entre tais fatores destacamse orientação e estrutura da casa de vegetação tamanho tipo e cor dos vasos cultura a ser estudada e objetivos do trabalho tipo de estudo variáveis e fatores a serem estudados Neste trabalho de caráter informativo procurou se relacionar as principais causas de erros ou problemas que ocorrem com frequência em estudos de casasdevegetação e telados e algumas sugestões e recomendações técnicas para solucionar os problemas CONSIDERAÇÕES GERAIS A casadevegetação é uma estrutura coberta e abrigada artificialmente com materiais transparentes para proteger as plantas contra os agentes meteorológicos exteriores sendo que no seu interior se pode cultivar os mais diversos tipos de plantas Oliveira 1995 afirmou que há quatro tipos de estrutura de casa devegetação de vidro climatizadas de vidro semiclimatizadas produzindo o efeito estufa casas de plástico semiclimatizadas 548 R Bras Eng Agríc Ambiental Campina Grande v6 n3 p547552 2002 NE de M Beltrão et al efeito estufa presente e casas de plástico tipo guardachuva as quais não são climatizadas Além das casasdevegetação existem os chamados telados que podem ser totalmente cobertos ou semicobertos com as laterais livres cobertos de plástico transparente ou telas de cor branca e as vezes verde que deixam o vento passar parcialmente e assim deve amenizar a temperatura interna Para fins de pesquisa a casadevegetação deve ter pelo menos um ou dois pontos de água torneira sistema de drenagem ralos e uma tomada de energia e iluminação artificial para trabalhos noturnos Toda casadevegetação ou telado para a pesquisa deve ter bancadas fixas cimento e tijolos ou móveis hastes de ferro com estrado de madeira com largura de cerca de 600 cm e comprimento variável de acordo com o tamanho comprimento da casadevegetação De uma bancada para outra devese deixar uma distância de pelo menos 800 cm para a circulação O piso poderá ser de cimento em geral sem pintura ou de chão batido no caso de telados É importante que a casadevegetação tenha duas portas uma em cada extremo lados menores e cobertura de duas águas como pode ser visto na Figura 1 telados os princípios mesológicos funcionam plenamente Mota 1976 em especial os dois primeiros ou seja os fatores limitantes ampliação da lei do mínimo e o holocenotismo ambiental que conduz a interações entre os fatores do ambiente e as reações complexas que ocorrem nas plantas algumas desconhecidas outras conhecidas porém incontroláveis Beltrão 1997 Vários fatores que podem ser evitados possibilitando a redução de erros devem ser levados em consideração tanto na construção da casadevegetação eou telado quanto no planejamento para a condução experimental Água Quanto à água a ser usada nas plantas em vasos o ideal é o uso dela destilada ou desmineralizada ou ainda a água de chuvas coletada em cisternas A água canalizada e tratada deve ser evitada devido aos produtos que contém e também por ser cara A mais barata é a de cisterna que pode ser captada pela própria casadevegetação por exemplo em uma casade vegetação ou telado pequeno de área de 50 x 100 m 50 m2 em local que tenha precipitação pluvial anual de 900 mm 9000 m3 ha1 ou 900 L m2 temse uma quantidade de água captada de 45000 L 45 m3 mais que suficiente para o uso na própria casadevegetação Para reduzir os custos a cisterna poderá ser feita no solo que reduz tremendamente o custo e a água poderá ser bombeada até manualmente Temperatura Nos trópicos em especial nos meses mais quentes e secos com temperatura média do ar acima de 25 oC e umidade relativa do ar menor que 50 o que leva a uma grande demanda evaporativa do ar com potencial hídrico do mesmo extremamente baixo menor que 1000 bars e com elevada densidade do fluxo radiante ocorre nas casasdevegetação eou telados o denominado efeito estufa pois a irradiação solar de elevada energia e baixo comprimento de onda em especial a luz 43 da radiação solar com comprimento de onda entre 390 a 700 nm Nobel 1974 passa pelo plástico ou vidro transformase em energia calórica de nível energético menor e maior comprimento de onda que não consegue passar pela cobertura da estrutura da casadevegetação elevando a sua temperatura interna conforme a lei de Stefan Boltzmann a energia emitida por um corpo é proporcional a quarta potência de sua temperatura absoluta Ε εo σ T4 e lei de Wien que diz o comprimento de onda para o qual a emitência espectral de um Figura 1 Vista geral de uma casadevegetação de vidro Embrapa Algodão No caso de telados devese dar preferência aos de plástico transparente passagem da luz e evitar as telas de cor em especial a verde pois reduz demais a luminosidade e a densidade do fluxo radiante no interior do ambiente causando estiolamen to especialmente em espécies de metabolismo fotossintético C4 eficientes ou mesmo C3 que não se saturam com o máximo da irradiância solar em condições ecofisiológicas como o algodoeiro herbáceo Gossypium hirsutum L raças latifolium Hutch No caso do algodoeiro ou plantas C4 Magalhães 1979 e Beltrão 1997 como milho Zea mays L sorgo Sorghum bicolor L Went e outras não deve ser usado telados verde em um raio de 50 m não deve haver árvores com altura superior a 50 m e nem construção próxima à casadevegetação para evitar interferências na luminosidade radiação solar ventos etc Fig 2 PRINCIPAIS PROBLEMAS E SOLUÇÕES Em condições ecofisiológicas a nível de campo quanto a ambientes restritos como o caso de casasdevegetação e Figura 2 Telado verde impróprio para o uso com plantas de sol eou de metabolismo fotossintético C4 Embrapa Algodão 549 R Bras Eng Agríc Ambiental Campina Grande v6 n3 p547552 2002 Uso adequado de casadevegetação e de telados na experimentação agrícola corpo negro é máxima é inversamente proporcional a sua temperatura absoluta Desta forma próximo ao Equador é comum a temperatura do ambiente dentro da casadevegetação das 12 às 14 h chegar a ser superior a 50 oC o que pode prejudicar as plantas dependendo da espécie via estresse térmico Levitt 1972 com diversos danos De acordo com Levitt 1972 o calor como estresse primário causa diversos tipos de strains tais como liquefação de lipídeos aceleração do metabolismo com incremento do processo respiratório e desnaturação protéica consideradas elásticas e agregação de proteínas e perda da permeabilidade seletiva das membranas como strain plástico ou irreversível Já Larcher 2000 salienta como distúrbios funcionais causados pelo excesso de calor as alterações nas membranas das tilacóides dos cloroplastos e a inibição do fotossistema II com a depressão da fotossíntese As plantas tentam resistir ou tolerar o calor elevando a taxa transpiratória Levitt 1972 eou aumentando o isolamento térmico com incremento de ruberina mecanismos de prevenção via aclimatação ao calor Larcher 2000 Com o incremento da radiação infravermelha e da calórica no interior da casade vegetação com o consequente aumento da temperatura pode ocorrer dependendo da espécie vegetal da duração do estresse e do estádio do desenvolvimento vegetal vários danos no metabolismo vegetal como o incremento anormal da respiração oxidativa e das fotorrespiração nas plantas de metabolismo C3 e a desnaturação de proteínas sensíveis Levitt 1972 sendo que em alguns casos pode ocorrer a aclimatação ao calor Larcher 2000 Para reduzir tais danos podese atentar para uma das duas alternativas a seguir estabelecer um sistema de aspersores em cima do teto da casadevegetação com uma bomba dágua pequena 05 a 10 HP rotativo para economizar água com coletores ou colocar água no piso da casa pois cada mol de água 18 g consome para vaporizar 105 kcal de energia Nobel 1974 o equivalente a 558 cal g1 de água a temperatura de 25 oC que é o calor latente de vaporização da água Neste processo e para se reduzir a umidade relativa do ar de duas em duas horas devese abrir as portas da casade vegetação por períodos de 5 a 10 min Luz A luz fração visível da energia solar que contém a irradiância fotossinteticamente ativa IFA compreendida na faixa de 390 a 700 nm Magalhães 1979 Lacher 2000 tem importância fundamental em vários processos que ocorrem na planta especialmente a fotossíntese O telhado e as laterais da casa devegetação eou telados devem estar sempre limpos sem poeira impregnada pois esta reduz substancialmente a luminosidade no interior da casa causando problemas sérios no crescimento e no desenvolvimento vegetal reduzindo a fotossíntese e promovendo estiolamento das plantas que é um pseudocrescimento A tela de coloração verde Fig 3 bastante utilizada na confecção de telados reduz consideravel mente a luminosidade no interior da estrutura Utilizando o espectroradiômetro de elevada precisão em um dia de pouca nebulosidade ou claro às 10 h horário local realizaramse medidas fora e dentro de um telado com tela de cor verde e em casadevegetação de vidro observandose as diferenças evidenciadas na Figura 4 Verificase que em termos de luz as diferenças são elevadas especialmente na faixa compreendida entre 530 a 660 nm onde temse a irradiância solar na faixa do vermelho utilizada na fotossíntese ao lado da azul e o verde que é refletida pelas plantas e tela verde sendo fisicamente complemento do vermelho A irradiância verde 510 a 610 nm é fortemente refletida e transmitida pela vegetação e também pela tela verde até 20 e 40 respectivamente Larcher 2000 causando uma concentração maior no vermelho distante 700 a 920 nm não absorvido pela clorofila e a radiação vermelha 610 a 700 nm que é uma das mais absorvidas pela clorofila e também pela tela verde o que reduz a eficiência quântica do aparelho assimilatório das plantas no interior da casade vegetação coberta com tela verde Figura 3 Vista fundo de um telado coberto de tela de cor verde UFCGPROSAB 0 250 500 750 1000 1250 1500 1750 400 500 600 700 800 900 1000 1100 ISG ICP ICE Irradiação Solar Espectral W m2 nm1 Comprimento de Onda nm Figura 4 Distribuição da irradiância solar espectral ambiente externo ISE dentro da casadevegetação coberta com tela verde UFCGPROSAB IEP e dentro da casadevegetação coberta com vidro Embrapa Algodão IEE às 10 h local no mês de março em Campina Grande PB Verificouse ainda pela Figura 4 que a energia que chega ao interior da casa coberta com vidro é bem maior na iluminân cia e na IFA que no telado é inferior à irradiância solar espectral medida fora e ao lado das estruturas consideradas o que demonstra que se deve usar vidro ou plástico transparente e que os mesmos devem ser limpos periodicamente ISE IEP IEE 550 Força Casa de Vegetação Cobertura com Vidro Cobertura Verde ISE Valor Medido Valor Medido Redução Valor Medido Redução Integração 400 700 nm W m2 nm1 1594 x 103 10000 9931 x 102 3769 5349 x 102 6644 IFA 400 700 nm µmol s1 m2 7765 x 103 10000 4841 x 103 3765 2595 x 103 6659 Iluminância 370 790 nm Lux 4600 x 105 10000 2896 x 105 3704 1609 x 105 6513 R Bras Eng Agríc Ambiental Campina Grande v6 n3 p547552 2002 NE de M Beltrão et al As magnitudes das diferenças verificadas em cada caso podem ser vistas na Tabela 1 para cada componente agrupado da irradiância solar No tocante a distribuição da energia solar dentro da casa de vegetação ou telado no hemisfério Sul e próximo ao Equador zona tropical a estrutura deve ser colocada no sentido NorteSul verdadeiro não tendo os problemas verificados em maiores latitudes Boulard et al 2000 e Li et al 2000 Verificase nesta tabela que na casadevegetação de vidro a redução da irradiância fotossinteticamente ativa IFA foi de 3765 enquanto que na casadevegetação com tela verde foi de 6659 o que afeta muito o desempenho fotos sintético das plantas especialmente de metabolismo C4 que não se satura com o máximo da irradiância solar e apresenta taxa fotossintética de duas a quatro vezes maior do que as plantas de metabolismo fotossintético C3 Street Opik 1974 e Magalhães 1979 além das modificações nas regiões do vermelho do verde e do vermelho distante que é a radiação ativa no fitocromo proteína que controla diversos processos biológicos nas plantas inclusive a floração Kendrick Frankland 1981 Com a redução da irradiância fotossinteticamente ativa no interior das casas devegetação eou telados ocorre alterações significativas e de redução nas características funcionais como a atividade dos fotossistemas I e II velocidade do transporte eletrônico atividade da ATPsintetase atividade da carboxilase da ribu losefosfato rubisco eficiência de carboxilação e capacidade fotossintética Larcher 2000 levando às plantas a reduções no crescimento Nas espécies tolerantes ao deficit luminoso ocorre a um ajustamento com redução da respiração oxidativa mitocondrial e assim ficando com o saldo de carbono próximo da normalidade para tais espécies que são assim tolerantes ao estresse infraluminoso As bancadas que deverão receber os vasos ou bandejas dependendo do estudo devem ficar no mesmo sentido distribuição uniforme da luz e irradiância solar o que permite o uso de delineamento em blocos ao acaso sem a necessidade de rodízio mudança de posição de vasos que devem ser usados no caso de delineamento inteiramente ao acaso Na Figura 5 observase uma bancada com os vasos já colocados todos da mesma cor no sentido NorteSul acompanhando o compri mento maior da casadevegetação Neste caso como o Sol caminha no sentido LesteOeste nascentepoente a distribui ção da irradiância solar e a luz no interior da estrutura são bem uniformes dentro de cada bloco aspecto que não se verifica se a bancada com o bloco for colocada no sentido LesteOeste menor comprimento da casadevegetação no caso de ser de forma retangular fato mais comum ASPECTOS INTERNOS Vasos e manejo de água Para maior precisão experimental e segurança nos resultados obtidos o investigador ao trabalhar em casadevegetação ou telado deve tomar outros cuidados especialmente no tocante aos vasos a serem usados e com o manejo da água de irrigação além dos que já foram colocados anteriormente No que diz respeito aos vasos não devese usar recipientes de tamanhos e cores diferentes em um mesmo estudo Para culturas de menor porte como o gergelim Sesamum indicum L e o amendoim Arachis hipogea L os vasos podem ser menores 15 a 20 L pois o crescimento tem alometria definida que depende da espécie e cada órgão tem o seu padrão de crescimento e de diferenciação sendo que a heterogonia entre os diversos órgãos da planta exerce importante papel na morfogênese de todos os orgonismos Street Opik 1974 A irradiação solar exerce papel fundamental na vida vegetal com efeitos de fotoenergia fotossíntese e de fotoestímulos como formação de produtos caso da própria clorofila e de movimentos Best 1962 citado por Mota 1976 Na Figura 6 podese observar um ensaio de casadevegetação com dois grandes erros vasos de tamanhos e cores diferentes o que pode alterar os resultados obtidos aumentando o erro experimental o coeficiente de variação e a sensibilidade dos testes estatísticos e assim os resultados obtidos Dependendo do tamanho do vaso a cor altera a sua tem peratura e assim das plantas que são organismos poiqui lotérmicos sem homeostase Larcher 2000 o que pode Tabela 1 Integração da irradiância solar espectral ISE na casadevegetação coberto com vidro e com cobertura verde Figura 5 Sentido correto das bancadas com os vasos sentido NorteSul no interior de uma casadevegetação 551 R Bras Eng Agríc Ambiental Campina Grande v6 n3 p547552 2002 Uso adequado de casadevegetação e de telados na experimentação agrícola interagir com os efeitos dos tratamentos Para uniformizar a cor dos vasos recomendase pintálos com tinta prateada fosca como pode ser observado na Figura 7 O tamanho capacidade dos vasos a ser escolhido depende do tipo de estudo da espécieteste e das variáveis que serão estudadas Por exemplo no caso do algodoeiro herbáceo em estudos envolvendo água níveis condições de estresses excesso e deficiência qualidade etc e adubação conside randose que serão mensuradas variáveis envolvidas na produção tais como número de frutos por planta peso de capulho e produção por planta o vaso não pode ter capacidade inferior a 25 L sendo o ideal de 50 a 60 L para a planta externar todo o seu potencial Vasos pequenos não são recomendados pois as vezes as plantas dependendo do tratamento nem chegam a produzir Lima et al 1987 estudando os fatores tipos de solo umidade níveis e adubação em algodoeiro herbáceo com vasos de 4 kg concluíram que a quantidade de material do solo 39 kg foi insuficiente para o crescimento das plantas em condições de baixa fertilização o que aliás era esperado Na verdade o crescimento da maioria das espécies é do tipo alométrico havendo relação constante entre o crescimento da fitomassa epígea parte aérea com a fitomassa hipógea raízes sendo que no caso do algodoeiro é de 45o ou seja perfeita como tg 45o 1 e assim tg1 1 45o Em estudos envolvendo água além do tamanho dos vasos que deve ter no mínimo 20 L de capacidade para a maioria das espécies anuais devese debitar a fitomassa das plantas a medida em que as mesmas forem crescendo para tal devese ter de cada tratamento pelo menos duas a três repetições extras para periodicamente se sacrificar as plantas e se adicionar o seu peso seco debitando do peso da água a ser reposta pois a biomassa vem na maior proporção da própria água oxigênio e hidrogênio e do ar o CO2 que juntos representam mais de 95 da fitomassa CONCLUSÕES Em estudos em casasdevegetação e telados devese ter cuidado com a uniformização do ambiente em termos do tipo de cobertura da estrutura que deve ser de vidro ou plástico transparente tamanho de vasos mínimo de 20 L de capacidade por plantas anuais cor de vasos todos da mesma cor e pintados de prateado fosco disposição dos vasos ao longo da bancada sentido NorteSul verdadeiro e outros cuidados para se reduzir o erro experimental e a variabilidade dentro dos tratamentos LITERATURA CITADA Beltrão NE de M Caracterização de sistemas e tecnologias de cultivo para a cotonicultura herbácea com ênfase para o Norte de Minas Gerais Campina Grande EMBRAPACNPA 1997 56p Documentos 55 Beltrão NE de M Azevedo DMP de Defasagem entre a produtividade real e potencial do algodoeiro herbáceo limitações morfológicas fisiológicas e ambientais Campina Grande EMBRAPACNPA 1993 108p Documentos 39 Boulard T Wang S Haxaire R Mean and turbulent air flows and microclimatic patterns an on empty greenhouse tunnel Agricultural and Forest Meteorology Amsterdam v100 p169181 2000 Kendrick RE Frankland B Fitocromo e crescimento vegetal São Paulo Editora da Universidade de São Paulo 1981 76p Larcher W Ecofisiologia vegetal São Carlos RIMA 2000 531p Levitt J Responses of plants to envoronmental stresses New York Academic Press 1972 697p Li S Kurata K Takakura T Direct solar radiation into row crop canopires in a leanto greenhouse Agricultural and Forest Meteorology Amsterdam v100 p243253 2000 Lima ML de Bezerra JES Carvalho HO Efeitos em vasos do tipo de solo umidade e fertilizantes no algodoeiro herbá ceo Pesquisa Agropecuária Brasileira Brasília 18 n8 p871877 1987 Figura 6 Detalhe de um estudo em casa de vegetação com algodoeiro herbáceo com vasos de cor e formas tamanho diferentes Figura 7 Vasos uniformizados no tamanho e cor 552 R Bras Eng Agríc Ambiental Campina Grande v6 n3 p547552 2002 NE de M Beltrão et al Magalhães ACN Fotossíntese In Ferri MG ed Fisiologia vegetal 1 São Paulo Editora da Universidade de São Paulo 1979 p117163 Mota FS da Meteorologia agrícola São Paulo SP Nobel 1976 376p Nobel PS Introduction to biophysical plant physiology San Francisco W H Freeman and Company 1974 488p Oliveira MRV de O emprego de casasdevegetação no Brasil vantagens e desvantagens Pesquisa Agropecuária Brasilei ra Brasília v30 n8 p10491060 1995 Street HE Opik H Fisiologia dos angiospermas Crescimento e desenvolvimento São Paulo Editora da Universidade de São Paulo 1974 332p