Temperatura basal, duração do ciclo e constante térmica para a cultura do crambe

Basal temperature, crop growth cycle duration and growing degree-days of crambe

AGROMETEOROLOGIA

Temperatura basal, duração do ciclo e constante térmica para a cultura do crambe

Basal temperature, crop growth cycle duration and growing degree-days of crambe

Felipe Gustavo PilauI, ^*; Rafael Battisti^II, Lucindo Somavilla^III; Luciano Schwerz^IV

^IUniversidade Federal de Santa Maria, Departamento de Fitotecnia, Av. Roraima n.º 1000, 97105-900 Santa Maria (RS), Brasil

^IIUniversidade de São Paulo, Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz, Programa de Pós-graduação em Engenharia de Sistemas Agrícolas. Piracicaba (SP), Brasil

^IIIUniversidade Federal de Santa Maria, Frederico Westphalen (RS), Brasil

^IVUniversidade Federal de Santa Maria, Programa de Pós-graduação em Agronomia, Agricultura e Ambiente, Frederico Westphalen (RS), Brasil

RESUMO

A cultura do crambe surge como alternativa de produção, destacando sua precocidade e o potencial para a produção de óleo, em estação fria. A escassez de informações sobre parâmetros climáticos e fenológicos conduziu à determinação da temperatura basal inferior, da duração do ciclo e da constante térmica da cultura do crambe em Frederico Westphalen (RS). O trabalho foi composto por sete épocas de semeadura em 2009 e quatro em 2010. A temperatura basal inferior foi determinada pelos métodos do menor desvio-padrão e do desenvolvimento relativo. A temperatura basal para o subperíodo emergência-maturação (EME-MAT) foi de 9,5 ºC, enquanto para os subperíodos emergência-início da floração (EME-IFLO), emergência-fim da floração (EME-FFLO) e início da floração-fim da floração (IFLO-FFLO) foram, respectivamente, de 10,2 ºC, 10,8 ºC e 10,0 ºC, obtidas pelo método do menor desvio-padrão. O subperíodo compreendido entre EME-MAT variou de 74 a 136 dias, com duração média de 96 dias. Para os subperíodos EME-IFLO, EME-FFLO e IFLO-FFLO a duração média foi, respectivamente, de 52, 82 e 29 dias. Considerando-se os valores de temperatura basal para cada subperíodo, a duração média entre EME-MAT foi de 691 ºC dia, variando entre 576 ºC dia e 792ºC dia. Para os subperíodos EME-IFLO, EME-FFLO e IFLO-FFLO, a duração média do foi de 279 ºC dia; 444 ºC dia e 220 ºC dia, respectivamente.

Palavras-chave: Crambe abyssinica Hochst., temperatura, fenologia.

ABSTRACT

Crambe is an alternative crop, precocious and with potential to produce oil during the cold season. The scarcity of information about climatic and phenological parameters led to the determination of basal temperature, crop growth cycle duration and growing degree-days of Crambe. The research was composed of seven sowing dates in 2009 and four in 2010. Basal temperature was determined by the methods of least variability and relative development. The basal temperature for the subperiod emergence-maturation (EME-MAT) was 9.5 °C, whereas for the subperiods seedling emergency-early flowering stage (EME-IFLO), seedling emergency-end of flowering (EME-FFLO) and early flowering-end of flowering (IFLO-FFLO) were 10.2 ºC, 10.8 °C and 10.0 ºC, respectively. The subperiod between EME-MAT ranged from 74 to 136 days with an average duration of 96 days. For EME-FLO, EME-FFLO and IFLO- FFLO the average duration was 52, 82 and 29 days, respectively. Considering the values †of basal temperature for each period or subperiod, the average time between EME-MAT was 691 ºC day, ranging between 576 ºC day and 792 ºC day. For EME-IFLO, EME-FFLO and IFLO-FFLO, the average was 279 ºC day, varying between 444 °C day and 220 ºC day.

Key words:Crambe abyssinica Hochst., temperature, phenology.

1. INTRODUÇÃO

Pertencente à família das crucíferas, nativo da zona Mediterrânea, a cultura do crambe (Crambe abyssinica Hochst.) surge com potencial para a produção de óleo destinado à fabricação de biodiesel em estação fria, energia limpa e renovável, em substituição aos combustíveis fósseis, auxiliando na contenção da emissão de gases de efeito estufa. É uma cultura oleaginosa capaz de tolerar temperaturas de até -6,0 ºC por algumas horas sem danos significantes (FOWLER, 1991). Durante o período vegetativo necessita temperaturas entre 15 ºC e 25 ºC (FALASCA et al., 2010)

Dentre as principais características da cultura está sua precocidade, com grãos maduros aos 90/100 dias, boa produtividade, podendo atingir 2.500 kg ha^-1, adaptação a variadas condições pedoclimáticas (LAZZERI et al., 1995; LESSMAN e MEIER, 1972; WHITE e HIGGINS, 1966) e maturação uniforme, facilitando a colheita mecanizada (FALASCA et al., 2010).

No Brasil, o cultivo do crambe foi iniciado em 1995, no Estado do Mato Grosso do Sul, com recentes áreas plantadas no Estado do Paraná. Por esse motivo, os estudos no país são restritos e a busca de informações pode auxiliar no desenvolvimento produtivo. Entre as várias informações necessárias, a análise do desenvolvimento pode explicar satisfatoriamente o efeito da temperatura do ar sobre essa espécie e sua adaptação a novas áreas de cultivo.

No Estado de Dakota do Norte, EUA, onde o Crambe é economicamente explorado desde 1990 (KNIGHTS, 2002), a cultura tem um subperíodo de produção, da semeadura à maturação, de 85 a 100 dias (GOLZ, 1993). Já em avaliações no Estado do Arizona, submetido a diferentes épocas de semeadura no outono, em dois anos agrícolas, apenas o subperíodo da semeadura à floração teve duração de 79 a 100 dias, e o florescimento levou de 22 a 39 dias (ADAMSEN e COFFELT, 2005).

Para avaliar o efeito da temperatura do ar, pode-se utilizar o conceito de soma térmica ou graus-dia, que se baseia na resposta da planta à temperatura do ar, destacando a existência de temperaturas basais que controlam o crescimento e desenvolvimento da cultura. Mesmo sob condição hídrica e níveis de radiação solar ideais, a planta não se desenvolve e seu crescimento é extremamente reduzido, quando submetida à temperatura inferior a um valor mínimo, ou superior a um valor máximo, com exigência específica de temperatura do ar para cada fase fenológica de desenvolvimento (WENT, 1953; MONTEITH e ELSTON, 1996).

Segundo GILMORE e ROGERS (1958), a soma térmica é um índice amplamente utilizado por ser de simples execução e expressar uma das melhores medidas de tempo biológico das plantas. A soma térmica ou constante térmica é obtida a partir da determinação da temperatura basal, geralmente inferior, pois a superior dificilmente é atingida. Posteriormente, obtém-se a soma térmica do ciclo em função da temperatura do ar, possibilitando através destas informações a realização do planejamento da duração do ciclo, obtendo-se as melhores épocas de semeadura para locais onde o cultivo não é realizado, mas se dispõe de informações climáticas.

Para a cultura do crambe, são necessários aproximadamente 1350 ºC dia acumulados entre a semeadura e a maturação fisiológica (KMEC et al., 1998), e temperatura basal inferior igual a 2,5 ºC. TOEBE et al. (2010), com o mesmo valor de temperatura basal inferior destacado por KMEC et al. (1998), obtiveram de 1165,3 ºC dia a 1175,8 ºC dia entre emergência e senescência. Para a cultura da canola, outra crucífera, semeada em mesma época, MORRISON et al. (1989) relatam uma temperatura base inferior (cv. Westar), próxima a 5 ºC.

Desta forma, diante da importância que a cultura do crambe poderá ter na produção agrícola brasileira e da escassez de parâmetros climáticos e fenológicos que auxiliem no planejamento e manejo da cultura, o objetivo deste trabalho foi determinar a temperatura basal inferior, duração do ciclo de desenvolvimento e constante térmica da cultura do crambe.

2. MATERIAL E MÉTODOS

O experimento foi desenvolvido no município de Frederico Westphalen (RS) (27º23'S; 53º25'O, altitude 461 m), em solo do tipo Latossolo Vermelho Distrófico (EMBRAPA, 1999), e clima subtropical, com verão quente (CFa), conforme classificação de Köppen (MORENO, 1961).

Para adubação, em semeadura, foram utilizados 150 kg ha^-1 da formula 5-20-10 (NPK), acrescidos de 25 kg ha^-1 de nitrogênio, na forma de uréia, quando as plantas estavam com quatro folhas expandidas, conforme recomendação de adubação e calagem para a cultura da canola (TOMM et al., 2009).

Os tratamentos foram compostos por sete épocas de semeadura em 2009 e quatro em 2010, sendo: 13/5/2009, 28/5/2009, 11/6/2009, 14/7/2009, 31/7/2009, 17/8/2009, 3/9/2009, 23/6/2010, 8/7/2010, 29/7/2010 e 29/8/2010, utilizando a cultivar de crambe FMS Brilhante. A semeadura foi realizada em linhas, espaçadas em 0,17 m, com estande final de 100 plantas m^-2, dentro de parcelas de 12 m² (3 m x 4 m). Para cada época foram instaladas quatro repetições.

A temperatura do ar foi medida, em escala horária, na estação meteorológica automática do Instituto Nacional de Meteorologia, localizada a aproximadamente 100 metros da área experimental.

Assumiu-se como data de emergência (EME) o momento em que 50% das plantas estavam com cotilédones abertos acima do nível do solo; o início de floração (IFLO) quando em 50% das plantas havia pelo menos uma flor aberta; o fim de floração (FFLO) o momento em que as plantas não tinham mais flores e a maturação fisiológica (MAT) quando em 50% das cápsulas a coloração era amarronzada.

Para a determinação da temperatura basal inferior para o subperíodo de desenvolvimento EME-MAT, e subperíodos EME-IFLO, EME-FFLO e IFLO-FFLO, foram utilizados os métodos do menor desvio-padrão (ARNOLD, 1959), e a combinação dos métodos do desenvolvimento relativo (DR) e de regressão linear (BRUNINI et al., 1976; GBUR et al., 1979).

Para o método do menor desvio-padrão atribuiu-se a priori temperaturas basais inferiores, variando em escala unitária, de 0 ºC a 13 ºC. Posteriormente determinou-se o desvio-padrão (Sdd) em graus-dias para cada temperatura, considerando como temperatura basal inferior a de menor desvio-padrão em dias (Sd), conforme a equação a seguir:

em que, Xt é a temperatura média do ar (ºC) para todas as épocas de semeadura e Tb a temperatura basal inferior escolhida a priori.

Na avaliação do método do desenvolvimento relativo (DR) utilizaram-se as equações:

em que Tmed é a temperatura média do ar (ºC) do período, n é a duração do período em dias, a e b são os coeficientes linear e angular da regressão linear simples obtidos na relação entre DR e Tmed.

Em seguida, determinou-se a constante térmica de cada fase de desenvolvimento, obtida pela equação:

em que GD é constante térmica em cada fase de desenvolvimento e Tb_V, a temperatura basal inferior encontrada pelo método da menor variabilidade.

Com análise de regressão linear foram obtidos modelos de estimativa para o subperíodo EME-MAT, e subperíodos EME-IFLO, EME-FFLO e IFLO-FFLO, a partir da temperatura média do ar.

3. RESULTADOS E DISCUSSÃO

Para o subperíodo emergência-maturação (EME-MAT), observou-se que o menor desvio-padrão foi obtido para a Tbi de 9,5 ºC, enquanto para os subperíodos emergência-início da floração (EME-IFLO), emergência-fim da floração (EME-FFLO) e início da floração-fim da floração (IFLO-FFLO), os valores de Tbi foram, respectivamente, de 10,2 ºC, 10,8 ºC e 10,0 ºC (Figura 1). Diferenças nos valores de Tb de distintos subperíodos são comumente verificadas nas mais variadas espécies e materiais genéticos (STRECK et al., 2003; PEDRO JÚNIOR et al., 2004; PEZZOPANE et al., 2008; SOUZA et al., 2009).

A partir do método do desenvolvimento relativo (DR) (Figura 2), observaram-se valores de Tb ligeiramente diferentes daqueles obtidos pelo método do menor desvio-padrão, iguais a 8,9 ºC para EME-MAT, 9,6 ºC para EME-IFLO, 10,1 ºC para EME-FFLO e de 9,2 ºC para IFLO-FFLO, indicando que os métodos de estimativa são de eficiência semelhante para determinação da temperatura basal inferior do crambe.

Determinando a temperatura basal inferior para três cultivares de triticale, com base nos mesmos métodos adotados no trabalho, PEDRO JUNIOR et al. (2004) obtiveram valores de Tb próximos, entre 8 ºC e 10,4 ºC, porém, de forma contrária, os maiores valores de Tb foram apontados pelo método do DR. Da mesma forma, MÜLLER et al. (2009) observou baixa variação, de 0,1 a 0,7 ºC, nos valores de Tb obtidos pelos dois métodos para a cultura do azevém.

Para a cultura da canola, espécie da mesma família, a temperatura basal inferior de 5 ºC é comumente adotada para quantificação da soma térmica (MORRISON et al.,1989; DALMAGO et al., 2008). A diferença entre as temperaturas basais observadas para o período EME-MAT do crambe, de 9,5 ºC e 8,9 ºC, com a referida Tb da cultura da canola, refletem-se na resistência a baixas temperaturas. Enquanto plantas jovens de crambe são severamente danificadas a -1 ºC, de forma geral, plântulas de canola, em estádio cotiledonar, morrem sob temperatura de -3 ºC e -4 ºC. Sob não aclimatação, plantas de canola morrem rapidamente a -4,6 ºC, enquanto plantas com cinco ou mais folhas, crescendo em ambiente com temperatura média do ar inferior a 18 ºC resistem a geadas de até -8,6 ºC (RAPACZ, 1999; HAWKINS et al., 2002).

Com relação aos trabalhos de TOEBE et al. (2010), que para estimar o plastocrono em Crambe adotou Tb de 2,5 ºC, recomendada por KMEC et al. (1998), e de ADAMSEN e COFFELT (2005) cuja Tb de 0 ºC foi adotada para avaliação de desenvolvimento do crambe no Estado do Arizona, Estados Unidos, também semelhante ao utilizado por MEIJER e MATHIJSSEN (1996), os valores de Tb obtidos nesse trabalho pelos métodos do menor desvio-padrão (Sd) e desenvolvimento relativo (DR) foram no mínimo 6,4 ºC superiores. MEIJER e MATHIJSSEN (1996) propõem uma temperatura basal para expansão da folha de crambe de 6,8 ºC, expressivamente mais próximos aos valores obtidos.

As diferenças entre a Tbi obtidas neste trabalho e as referidas na literatura podem estar associadas às condições locais de cultivo, como o fotoperíodo (ADAMSEN e COFFELT, 2005), além das características da espécie e da cultivar. FALASCA et al. (2010) também comenta que a cultura do crambe pode ser considerada uma espécie de primavera ou inverno, dependendo do regime térmico da região onde está implantada.

Para o subperíodo compreendido entre EME e MAT, a variação entre as datas de semeadura foi de 74 a 136 dias, com duração média de 96 dias. Já para os subperíodos EME-IFLO, EME-FFLO e IFLO-FFLO, a duração média foi, respectivamente, de 52, 82 e 29 dias (Tabela 1). ADAMSEN e COFFELT (2005) obtiveram valores de 74 a 104 dias entre a semeadura e o início da floração para crambe (cv. Meyer), no Estado do Arizona, EUA, próximos aos 86 e 76 dias da EME-IFLO obtidos paras as datas de semeadura de 13/5/2009 e 28/5/2009.

Esses resultados associam-se a temperaturas médias mais baixas ao longo de todo o ciclo, de 15,2 ºC para 13/5/2009 e 15,0 ºC para 28/5/2009 e, principalmente, aos valores de temperatura média entre EME e IFLO, de 13,9 ºC para a primeira época de semeadura, e de 14,1 ºC para a segunda época de semeadura, período em que a cultura teve sua folhagem parcialmente danificada pela ocorrência de geada, com temperatura mínima de -2,7 ºC (Tabela 1). Quanto aos períodos de floração (IFLO-FFLO), ADAMSEN e COFFELT (2005) destacam variações de 22 até 49 dias, novamente similares aos observados nesse trabalho (Tabela 1).

Para a Argentina, ao simular um zoneamento de aptidão agrícola para a cultura do Crambe, FALASCA et al. (2010) destacam que para cultivo de primavera, semeado em outubro, a colheita ocorre no prazo de 90 a 100 dias após a emergência, também similar aos resultados verificados para semeaduras realizadas mais tardiamente na estação de inverno - em agosto e setembro (Tabela 1).

Considerando-se os valores de Tb obtidos a partir do método do menor desvio-padrão, para cada subperíodo, a duração média entre EME-MAT foi de 691 ºC dia, variando de 576 ºC dia a 792 ºC dia. Para os subperíodos EME-IFLO, EME-FFLO e IFLO-FFLO, a duração média foi de 279 ºC dia; 444 ºC dia e 220 ºC dia respectivamente (Tabela 2).

Em trabalho desenvolvido por ADAMSEN e COFFELT (2005), avaliando a duração do subperíodo da semeadura ao início de floração, obtiveram-se valores entre 957 ºC dia e 1352 ºC dia. Ao comparar tais resultados aos obtidos para o subperíodo emergência-início de floração (EME-IFLO) (Tabela 2), constata-se acentuada diferença entre as constantes térmicas. Os resultados se embasam principalmente na amplitude dos valores de Tb utilizados para o cálculo, igual a 10,2 ºC nesse trabalho, e de 0 ºC pelos referidos autores, e também pelo método empregado.

Analisando os valores dos coeficientes de variação (CV) do ciclo de desenvolvimento em dias (Tabela 1) e em ºC dia (Tabela 2), evidencia-se claramente o efeito da temperatura do ar sobre o desenvolvimento do crambe, pela redução de mais de 50% dos CV para ºC dia.

Na figura 3 tem-se a relação entre a temperatura média do ar e a duração de cada fase de desenvolvimento, com as respectivas equações de estimativa e coeficientes de determinação. Para a fase de EME-MAT, observa-se que mais 66% da variância da duração do referido período de desenvolvimento é explicada pela variância da temperatura do ar. Em relação aos demais, o subperíodo IFLO-FFLO parece ser menos influenciado pela temperatura do ar, a qual explica 50% de sua variância.

ADAMSEN e COFFELT (2005), trabalhando com desenvolvimento de crambe (cv. Meyer), não obtiveram uma boa relação entre temperatura do ar e duração do período de semeadura a início da floração. Conforme os autores, à medida que a semeadura foi realizada mais tardiamente, observou-se decréscimo na soma térmica para tal período de desenvolvimento, sugerindo que outros fatores, tal como o fotoperíodo, poderia ser responsável pelo início da floração. Os resultados verificados para o subperíodo EME e IFLO (Tabela 2), da cultivar FMS-Brilhante, diferentemente ao observado por ADAMSEN e COFFELT (2005), parecem não ter resposta ao fotoperíodo.

4. CONCLUSÃO

Temperatura basal inferior para subperíodo EME-MAT difere ligeiramente dos valores obtidos para os subperíodos EME-IFLO, EME-FFLO e IFLO-FFLO. Para cada um dos subperíodos, em função dos métodos utilizados, foram obtidos os valores de temperatura basal de 9,5 ºC e 8,9 ºC para EME-MAT, de 10,2 ºC e 9,6 ºC para EME-IFLO, de 10,8 ºC e 10,1 ºC para EME-FFLO e 10,0 ºC e 9,2º C para IFLO-FFLO.

Por meio da temperatura do ar explica-se a maior parte da variância do ciclo de desenvolvimento da cultivar de crambe FMS Brilhante, com relação linear negativa. A partir da soma térmica são necessários de 576 ºC dia a 792 ºC dia para que a cultivar de crambe FMS Brilhante cumpra o período EME e MAT, com base na temperatura basal de 9,5 ºC.

AGRADECIMENTOS

Ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) pelo suporte financeiro e pela bolsa de iniciação científica.

Recebido: 4/abr./2011

Aceito: 11/ago./2011

(

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Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  18 Jan 2012
• Data do Fascículo
  2011

Histórico

• Recebido
  04 Abr 2011
• Aceito
  11 Ago 2011