Interações entre microclima, parâmetros de crescimento da planta e informações espectrais em cultivo de milho irrigado sob plantio direto

Abstract

Em função do valor nutritivo o milho (Zea mays L.) é um dos cereais mais difundidos no mundo, assumindo grande importância social e econômica. No Brasil, com cerca de 14 milhões de hectares cultivados, é a cultura mais largamente plantada, representando 30% da área agrícola do país. A produtividade média de grãos de milho no Brasil e no Estado de Minas Gerais é da ordem de 3.652 kg.ha-1 e 4.341 kg.ha-1, respectivamente, valores muito abaixo do desejado, considerando o seu potencial produtivo, que, com a utilização de alto nível tecnológico, ultrapassa 16.000 kg.ha-1. Todavia, a cultura do milho vem experimentando importantes avanços nos mais diversos campos da ciência agronômica, possibilitando melhor compreensão do processo produtivo e de suas interações com o meio, o que tem gerado aumentos significativos na produtividade. Apesar da complexidade do sistema de produção, a agricultura visa compreendê-lo para obter o máximo de produtividade das culturas. No entanto, para se obter sucesso, são necessários o conhecimento e o entendimento dos fatores que afetam a fisiologia e, consequentemente, a produtividade das plantas. A partir dessas proposições, o presente trabalho teve como objetivo principal estudar o comportamento dos indicadores ecofisiológicos em diferentes estádios do milho, cultivado sob plantio direto, em função das variáveis microclimáticas e de índices espectrais, na caracterização do micro clima da cultura, bem como avaliar as estimativas da biomassa baseada nesses índices. O experimento foi conduzido na área experimental da EMBRAPA Milho e Sorgo em Sete Lagoas-MG, com a variedade BR 106, cultivado sob plantio direto. Para balizar o processo analítico da análise quantitativa de crescimento os estádios fenológicos foram divididos em quatro períodos: P1 (emergência-8 folhas); P2 (12 folhas-Florescimento); P3 (Embonecamento-Formação de bolha d água) e P4 (Grão leitoso-Maturação Fisiológica). O crescimento do BR 106 foi afetado pelas variações do microclima do dossel, que foram caracterizadas por grandes períodos de nebulosidade, diminuição do potencial de vapor na atmosfera e oscilações no conteúdo de energia, principalmente luz e temperatura do ar, contribuindo para que os valores máximos dos principais atributos ecofiológicos de crescimento fossem observados no P2. Contudo a senescência das folhas do terço médio inferior, mais expressiva na transição do P2 para o P3, aumentou a RAF (razão da área foliar) e a AFE (área foliar específica), além de reduzir a RMF (razão da massa foliar), dependentes do IAF (índice de área foliar), da TCC (taxa de crescimento da cultura) e da TAL (taxa de assimilação líquida), que induziram a uma queda de 13 % na assimilação do CO2, ao longo do período reprodutivo. Esse comportamento das taxas e índices não afetou o rendimento final de grãos do BR 106 que apresentou um valor próximo do potencial. O acúmulo da RFAI (radiação fotossinteticamente ativa interceptada) teve relação satisfatória com a produção da biomassa seca aérea acumulada e pode ser um parâmetro adequado para quantificar a produção de biomassa do milho BR 106, utilizando o coeficiente . As respostas morfofisiológicas e fisiológicas em relação às variáveis ambientais, em termos de crescimento, tiveram fortes correlações e foram comprovadas pelas associações intergrupos estabelecidas pela correlação canônica. O uso da estimativa da condutância foliar em função da RFA (radiação fotossinteticamente ativa), indicador de interação gasosa, pode ser importante no monitoramento do crescimento do BR 106, pois informou seu comportamento por meio da análise correlação com fatores ambientais como luz, CO2 e temperatura e DPV (déficit de pressão de vapor). Por fim, as estimativa da MSa (matéria seca aérea) por meio do modelo de Monteith, considerando os índices de vegetação obtidos a partir da relação com o IAF, quando avaliadas por meio dos índices estatísticos apresentaram boa precisão e boa exatidão de acordo com o modelo de concordância de Willmott. Considerando o índice c de confiança, os resultados para a MSa estimada pelo NDVI (Normalized DifferenceVegetation Index e SAVI (índice de vegetação ajustado ao solo), utilizando as banda 1 e 2 do produto MOD09GQ, mostraram desempenho, dentro do critério bom , sendo, portanto, aplicável para uso de simulação de crescimento de culturas do milho, que tenham como variável de entrada o IAF, para as condições de clima, manejo e umidade estudados.

By the nutritive value, the maize (Zea mays L.) is one of the most widespread grain in the world, with great social and economic importance. In Brazil, about 14 million hectares, is the most widely planted crop, representing 30% of the agricultural area of the country. The yield of grains in Brazil and in Minas Gerais State is around 3652 kg ha-1 and 4341 kg ha-1, respectively, well below the desired values, considering its production potential, which, with the use of high technology, beyond 16,000 kg ha-1. However, the corn crop is experiencing significant advances in several fields of science agronomic, enabling better understanding of the production process and its interactions with the environment, which has generated significant increases in productivity. Despite of complexity of the production system, agriculture seeks to understand it to maximize the productivity of crops. However, to succeed, they require knowledge and understanding of the factors that affect the physiology and hence the productivity of plants. From thesepropositions, this paper aimed to study the behavior of ecophysiological indicators at different stages of corn grown under no-till depending on the microclimatic variables and spectral indices, characterizing the micro climate of the culture, and assess biomass estimates based on these indices. The experiment was conducted at the experimental area of Embrapa Milho e Sorgo in Sete Lagoas-MG, with the variety BR 106, grown under no-tillage. To mark out the analytical process of growth quantitative analysis of the phenological stages were divided into four periods: P1 (emergency-8 sheets), P2 (12-leaf Flowering), P3 (dolly bubble formation water) and P4 (Grand milky-Physiological Maturation). The growth of the BR 106 was affected by changes in the microclimate of the canopy, which were characterized by extended periods of cloudiness, reducing the potential for vapor in the atmosphere and fluctuations in the energy, especially light and air temperature, thereby ensuring that the maximum the main attributes ecofiological growth were observed in P2. However, the senescence of leaves below the middle third, more significant in the transition from P2 to P3, increased RAF (leaf area ratio) and SLA (specific leaf area) and reduce the RLM (ratio leaf matter) dependent LAI (leaf area index), CGR (crop growth rate) and NAR (net assimilation rate), which led to a 13% decrease in the assimilation of CO2 over the reproductive period. This behavior of the ratings and did not affect the grain yield of the BR 106 that had a value close to potential. The accumulation of PARI (photosynthetic active radiation intercepted) had satisfactory relationship with biomass production and accumulated dry matter air can be a suitable parameter to quantify the biomass production of BR 106, using the coefficient "a". The responses morphophysiological and physiological in relation to environmental variables, in terms of growth, and strong correlations have been proven by the associations between groups established by canonical correlation. Using the estimate of leaf conductance as a function of PAR (photosynthetic active radiation), an indicator of gas interaction may be important in monitoring the growth of the BR 106, as reported behavior by analyzing correlation with environmental factors such as light, CO2 and temperature and VPD (vapor pressure deficit). Finally, the estimate of DMa (dry matter aerea) through the Monteith model, considering the vegetation indices derived from the relationship with the IAF, when evaluated through statistical indices showed good precision and good accuracy according to model agreement Willmott. Whereas the index "c" of confidence, the results for the MSa estimated by NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) and SAVI (vegetation index adjusted for soil), using the band 1 and 2 of the product MOD09GQ showed performance within the criteria of "good" and is therefore applicablefor use in simulation growth of corn, which have as input for the IAF, to climatic conditions, moisture and management studied.