Análise das curvas do fitotensiômetro de Alvim por regressão linear

Analysis of Alvim's phytotensiometer curves by linear regression

ANÁLISE DAS CURVAS DO FITOTENSIÔMETRO DE ALVIM POR REGRESSÃO LINEAR¹

E. de C. CONFORTO²; M.L. CORNÉLIO³; P.R. de C. e CASTRO⁴

²Depto. de Botânica-IBILCE/UNESP, CEP: 15054-000 - São José do Rio Preto, SP.

³Depto. de Física-IBILCE/UNESP, CEP: 15054-000 - São José do Rio Preto, SP.

⁴Depto. de Botânica-ESALQ/USP, C.P. 9, CEP: 13498-000 - Piracicaba, SP.

RESUMO: O fitotensiômetro de Alvim é amplamente utilizado para demonstrar a variação da turgescência do tronco, que é reduzida durante o dia, como efeito líquido da transpiração que ocorre na copa, e aumentada durante o período noturno, devido à recuperação que pode ser total ou parcial, dependendo da umidade disponível no solo, e da capacidade da planta em absorvê-la. Os valores indicados no manômetro são relativos, e muitas vezes não coincidem com os previstos pelas taxas de transpiração mensuradas ao longo do dia. Este trabalho considera a necessidade de uma nova interpretação das curvas observadas, através do seu seccionamento em diferentes cinéticas, sendo aplicadas equações de regressão linear a estas diferentes partes, e analisado o coeficiente angular destas regressões como parâmetro comparativo da intensidade das mudanças na turgescência do tronco entre diferentes plantas, sob diferentes condições ambientais.

Descritores: fitotensiômetro, turgescência, regressão linear, coeficiente angular

ANALYSIS OF ALVIM'S PHYTOTENSIOMETER CURVES BY LINEAR REGRESSION

ABSTRACT: The Alvim phytotensiometer is largely used to measure the variation of tree trunck turgescence, which is reduced during the day as a response of the net effect of crown transpiration, and increased during the night due to the recovery which may be total or partial, depending on soil moisture and on the capacity of the plant in relation to water absorption. The readins of the manometer are relative and in many cases do not correspond to the data obtained by other transpiration rate measurements. The present paper consideres a new interpretation of the observed curves, applying them for different kinetic regions, through linear regression functions. From these regressions, the slopes were used as comparative parameters of the trunck turgescence intensity changes, using different plants under different environmental conditions.

Key Words: phytotensiometer, turgescence, linear regression, angular coefficient

INTRODUÇÃO

O efeito da transpiração da planta sobre as variações diárias no diâmetro do tronco é amplamente relatado (Pyke, 1941; Buttery & Boatman, 1966; Namken et al , 1969; Carvalho, 1977; Resnik & Mendes, 1979; Samsuddin, 1980; Martins et al, 1992, 1993), bem como a ocorrência da recuperação noturna da turgescência, sob determinadas condições ambientais (Sá, 1991; Conforto, 1995).

Segundo Resnik & Mendes (1979), durante o dia a resistência difusiva dos estômatos controla o potencial hídrico foliar, e este decresce conforme o déficit hídrico vai se acentuando. Em resposta ao que está acontecendo na superfície transpirante, ocorre uma contração do caule. Um atraso na resposta do caule ao déficit hídrico foliar é esperado, pois primeiro o potencial hídrico foliar deve decrescer cerca de 0,3 a 0,4 MPa para que depois o caule comece a se contrair (Samsuddin, 1980). Quando as tensões representadas pelas altas temperaturas e radiação, e baixa umidade relativa do ar são aliviadas, as plantas começam a recuperar a turgescência; novamente, depois das folhas terem recuperado os valores de potencial hídrico.

Ainda de acordo com Resnik & Mendes (1979), o controle do potencial hídrico foliar durante a noite é comandado pela umidade disponível no solo (a qual será dependente das precipitações do período, e da capacidade de armazenamento de água no solo), e da capacidade da planta em obter esta água (Turner, 1986).

Um modo eficiente de se acompanhar estas variações do diâmetro do tronco com grande confiabilidade e possibilidade de várias repetições, devido ao baixo custo do equipamento, é conseguido com o uso do fitotensiômetro idealizado por Alvim (1975). Porém, os dados obtidos referem-se à variação relativa da turgescência, representada pelos valores crescentes ou decrescentes da altura da coluna manométrica, o que pode gerar dificuldades na interpretação, quando existem outros dados comparativos. Em estudos realizados por Martins et al (1993), com três cultivares de seringueira, o cultivar C 228 apresentou menor variação da coluna manométrica e menor taxa de transpiração que os demais; mas para os cultivares RRIM 600 e GT1, embora a parte descendente da curva tenha se apresentado bastante semelhante, o cultivar GT 1 apresentou menor taxa de transpiração que o RRIM 600.

Em trabalhos realizados por Conforto (1995), esta ambiguidade também foi observada. Estas informações sugeriram que nem sempre seria adequado analisar diretamente os dados obtidos pelo fitotensiômetro e compará-los entre diferentes plantas, a menos que passem por uma nova interpretação, como a sugerida no presente trabalho.

MATERIAL E MÉTODOS

O experimento foi conduzido em área experimental do cultivo de seringueira da ESALQ - USP - Campus "Luiz de Queiroz", em Piracicaba (SP), implantado em novembro de 1984, em solo tipo terra roxa estruturada (Mendes et al, 1992), utilizando-se enxertos de RRIM 600, IAN 3087 e GT 1, sobre sementes ilegítimas de RRIM 600. Em duas épocas do ano de 1993, com diferente suprimento hídrico no solo (abril e dezembro), foram instalados fitotensiômetros baseados no modelo proposto por Alvim (1975), em cinco árvores de cada cultivar.

O aparelho construído consistiu num manômetro de tubo aberto feito com uma vara de vidro com pequeno diâmetro interno (1 mm), graduado em centímetros, aberto na extremidade superior, e com a extremidade inferior acoplada a um pequeno tubo plástico flexível, completamente preenchido por líquido de baixa evaporação (polietilenoglicol), associado a uma solução corante (azul de metileno) em igual proporção. O fitotensiômetro foi fixado ao tronco da árvore logo acima do corte de sangria, por meio de uma fita flexível de alumínio, a qual envolveu o tronco e o reservatório com pressão suficiente para elevar a coluna manométrica poucos centímetros acima do reservatório. Os aparelhos foram instalados no dia anterior ao início do experimento, e as leituras foram realizadas de hora em hora, das 6:00 às 6:00 horas do dia seguinte.

No período entre 11:30 e 14:30 horas do dia dos experimentos, foram realizadas medidas horárias da taxa de transpiração e da resistência difusiva ao vapor de água, utilizando-se o porômetro Li-Cor modelo 1600. Os dados obtidos foram convertidos em unidades arbitrárias, para efeito comparativo.

Com uso do programa Micro Cal Origin, a curva de 24 horas do fitotensiômetro foi segmentada em dois períodos, um referente aos valores decrescentes e outro aos valores crescentes, sendo cada parte submetida à uma análise de regressão linear, utilizando-se o maior número possível de pontos em que se obtivessem retas com alto valor de r; com isso, na parte ascendente, em alguns casos, foi determinada mais de uma cinética. Os valores de coeficiente angular obtidos permitiram um estudo comparativo da intensidade do processo entre os cultivares.

Os valores referentes ao balanço hídrico dos meses em questão foram obtidos junto ao Departamento de Física e Agrometeorologia da ESALQ - USP.

RESULTADOS E DISCUSSÃO

1. Parâmetros Ambientais: Os valores referentes ao balanço hídrico e às temperaturas médias durante os meses de experimento, são mostrados na TABELA 1.

Verifica-se que os valores de precipitação são bastante superiores em dezembro, com menores valores de deficiência hídrica, indicando melhor condição de disponibilidade hídrica no solo do que no mês de abril.

2. Estado Hídrico das Plantas no Primeiro Experimento: Durante este experimento, os maiores valores de resistência difusiva (Figura 1) foram verificados para o cultivar IAN 3087; os valores para os outros dois foram menores e bastante próximos, exceto na última observação, quando os valores de RRIM 600 superaram os de GT 1. A curva de transpiração refletiu o comportamento estomático, atuando de modo inverso.

Figura 1
- Valores arbitrários de resistência difusiva (R.D) e de transpiração (T.) para três cultivares de seringueira, verificados em junho de 1993.

A Figura 2 ilustra o comportamento das curvas do fitotensiômetro. A observação inicial da curva poderia sugerir um processo de decréscimo mais intenso para o cultivar IAN 3087 do que para o RRIM 600; no entanto, os valores apresentados na TABELA 1 demonstram que a perda de água cresceu em intensidade do cultivar IAN 3087 para o RRIM 600, e deste para o GT 1, acompanhando a escala decrescente dos valores de resistência difusiva e crescente de transpiração destes cultivares, como visto na Figura 1. Neste caso, os valores previstos pelo comportamento transpiratório estão de acordo com o verificado na curva do fitotensiômetro.

Figura 2
- Curvas do fitotensiômetro observadas para três cultivares de seringueira, em junho de 1993.

A análise do comportamento da curva, com base no estudo da regressão linear, é mostrado nas TABELAS 2 e 3, que permitem identificar melhor as diferenças entre o comportamento dos cultivares, também durante a recuperação noturna. No período de decréscimo da turgescência, o processo foi mais longo, e de maior intensidade, para o cultivar GT 1. Quanto à recuperação, o cultivar RRIM 600 iniciou o processo aproximadamente às 15:00 horas, logo após o último valor decrescente do fitotensiômetro; IAN 3087, às 17:00 horas; e GT 1, às 20:00 h, havendo, nestes dois cultivares, um período intermediário de 1 e 3 horas, respectivamente, entre o final do decréscimo e o início da recuperação da turgescência. A análise da regressão linear (TABELA 2) mostrou a ocorrência de diferentes cinéticas, sendo que o cultivar RRIM 600 apresentou uma cinética inicial (das 15:00 às 20:00 horas) de recuperação mais intensa que no período final (das 21:00 às 6:00 horas); no cultivar IAN 3087, houve uma cinética única com valor próximo ao da segunda apresentada pelo RRIM 600; e, em GT 1, verificaram-se os maiores valores do coeficiente angular, divididos em duas cinéticas (das 20:00 à 01:00 hora, e das 02:00 às 06:00 horas), sendo que a segunda superou todos os outros valores observados.

Estes diferentes valores do coeficiente angular de regressão nas diferentes cinéticas conseguem explicar os valores finais, que demonstraram que o cultivar RRIM 600 foi o único que conseguiu recuperar-se totalmente, alcançando um estado hídrico mais favorável do que no dia anterior. Embora o cultivar IAN 3087 tivesse apresentado as menores taxas de transpiração durante o dia, o seu ritmo de recuperação noturna foi o menos intenso, o que causou, inclusive, sua superação pelo GT 1, que apresentou um ritmo de recuperação mais acentuado, principalmente na segunda cinética. Porém, nem desta forma o cultivar GT 1 conseguiu alcançar o desempenho de RRIM 600; em parte, por ter apresentado transpiração mais intensa do que este, e em parte, pela grande diferença de horário do início da recuperação entre os dois cultivares.

3. Estado Hídrico das Plantas no Segundo Experimento: Este experimento foi realizado em época de situação hídrica do solo mais favorável, conforme TABELA 1. No entanto, as condições ambientais foram bastante variáveis, com flutuações rápidas de temperatura, umidade relativa e radiação, devido a presença de turbidez atmosférica.

Os dados de resistência difusiva e transpiração, mantendo-se a escala arbitrária utilizada anteriormente, são apresentados na Figura 3; observa-se que os valores de resistência difusiva apresentaram-se superiores, e consequentemente, os de transpiração apresentaram-se inferiores aos observados no primeiro experimento. O comportamento dos cultivares assemelhou-se ao observado em abril, ou seja, maior resistência e menor transpiração do cultivar IAN 3087 em relação aos demais.

Figura 3
- Valores arbitrários de resistência difusiva (R.D) e de transpiração (T.) para três cultivares de seringueira, verificados em dezembro de 1993.

A variação relativa da turgescência do tronco é mostrada na Figura 4; e os coeficientes angulares das curvas são mostrados nas TABELAS 4 e 5.

Figura 4
- Curvas do fitotensiômetro observadas para três cultivares de seringueira, em dezembro de 1993.

Os valores do coeficiente angular do período decrescente (TABELA 4) indicaram que a redução da turgescência relativa ocorreu mais suavemente para o cultivar RRIM 600 do que para os demais, que apresentaram valores bem superiores, e praticamente iguais; um comportamento que não segue a tendência sugerida pelo comportamento estomático e transpiratório.

O aparelho estomático da seringueira é relatado como sendo bastante sensível às alterações do ambiente; Medri (1980) observou uma elevação na taxa transpiratória de diferentes cultivares diretamente correlacionada com o aumento da radiação e abertura estomática. Clark & Hiller citados por Medri (1980) consideram que o potencial hídrico foliar seja um indicador mais sensível do déficit hídrico interno da planta do que o comportamento estomático. Como há um tempo mínimo para que o caule responda ao estado hídrico foliar (Namken et al, 1969) os valores do fitotensiômetro, medidos de forma contínua como foram, podem representar com grande confiabilidade o estado hídrico dos três cultivares, principalmente nesta época de mensuração, cujas condições ambientais foram bastante variáveis, em vista da flutuação da radiação devido a turbidez, do que as medidas intermitentes do porômetro. Em árvores adultas como as utilizadas, devido a altura, existe uma dificuldade adicional de se realizar uma leitura de porometria no perfil da copa, o que pode dificultar ainda mais a correlação entre os dados de resistência difusiva e transpiração com a variação relativa da turgescência do tronco.

A parte ascendente da curva do fitotensiômetro (TABELA 5) apresentou diferenças quanto ao período anterior, como uma antecipação no horário do início da recuperação em GT 1, e uma cinética mais diversificada para os cultivares IAN 3087 e GT 1. O cultivar RRIM 600 mostrou um aumento nos valores do coeficiente angular, principalmente na segunda cinética da curva, o que possibilitou, além da recuperação total, um ganho hídrico com relação ao dia anterior, superior ao verificado em abril. O mesmo comportamento foi verificado para IAN 3087; contudo, o ganho hídrico foi menor. Nesta época, a recuperação de GT 1 foi menos eficiente, pois embora tenha se iniciado mais cedo, a recuperação inicial foi muito lenta.

Os dados obtidos sugerem que, embora houvesse maior disponibilidade hídrica no solo neste período, a capacidade de recuperação não foi igual para os três cultivares, indicando a necessidade de um acompanhamento durante maior tempo para estabelecimento de um possível padrão, uma vez que o cultivar RRIM 600, nos dois experimentos, demonstrou melhor recuperação noturna.

CONCLUSÃO

O uso da regressão linear para interpretação das curvas do fitotensiômetro mostrou-se eficiente para determinar a intensidade dos processos, mais do que a simples visualização da curva, especialmente sob condições que alterem rapidamente a situação estomática, cujo efeito líquido é exibido pelo tronco, com algum intervalo de tempo.

AGRADECIMENTOS

Os autores agradecem ao técnico Alexandre Vendemiatti (USP-ESALQ), pelo auxílio na parte de campo.

Recebido para publicação em 11.12.96

Aceito para publicação em 20.07.98

• ALVIM, P.T. A new dendrometer for monitoring cambium activity and changes in the internal water status of plants. Turrialba, v.25, n.4, p.445, 1975.
• BUTTERY, B.R.; BOATMAN, S.G. Manometric measurement of turgor pressures in laticiferous phloem tissues. Journal of Experimental Botany, v.17, n.51, p.283-296, 1966.
• CARVALHO, C.J.R. Curso Intensivo de Heveicultura para Técnicos Agrícolas - Noçőes de Botânica e Fisiologia Manaus: EMBRAPA, Centro Nacional de Pesquisas da Seringueira, 1977, p.1-10.
• CONFORTO, E.C. Estado hídrico e alguns parâmetros fenológicos, anatômicos, biométricos e produtivos de tręs cultivares de seringueira (Hevea spp), em Piracicaba, SP. Rio Claro, 1995. 199p. Tese (Doutorado)-Instituto de Biocięncias, Universidade Estadual Paulista.
• MARTINS, A.L.C.; CASTRO, P.R.C.; APPEZZATO, B.; BERNARDES, M.S. Transpiraçăo, frequęncia estomática e turgescęncia relativa do tronco de cultivares de seringueira. Ecossistema, v.17, p.17-28, 1992.
• MARTINS, A.L.C.; CASTRO, P.R.C.; CORRENTE, J.E.; BERNARDES, M.S. Índice de área foliar, transpiraçăo e turgescęncia relativa do tronco de cultivares de seringueira. Revista de Agricultura, v.68, n.1, p.43-55, 1993.
• MENDES, M.E.G.; VILLAGRA, M.M.; SOUZA, M.D.; BACCHI, O.O.; REICHARDT, K. Relaçőes hídricas em seringal do município de Piracicaba, SP. Scientia Agricola, v.49, n.1, p.103-109, 1992.
• MEDRI, M.E. Anatomia comparada e correlaçőes anatomo-fisio-ecológicas de seis clones de Hevea spp Manaus, 1980. 422p. Tese (Doutorado)-Fundaçăo Universidade do Amazonas.
• NAMKEN, L.N.; BARTHOLIC, J.F.; RUNKLES, J.R. Monitoring cotton plant stem radius as an indication of water stress. Agronomy Journal, v.61, p.891-893, 1969.
• PYKE, E.E. Trunk diameter of tree of Hevea brasiliensis: experiments with a new dendrometer. Nature, v.148, n.3741, p.51-52, 1941.
• RESNIK, M.E.; MENDES, L.F. Water relations of young potted rubber plants subjected to various degrees of water stress. Revista Theobroma, v.9, p.185-195, 1979.
• SÁ, T.D.A. Avaliaçăo ecofisiológica de seringueiras (Hevea brasiliensis Müell. Arg.) submetidas a diferentes intensidades de sangria, em ambientes contrastantes do Estado de Săo Paulo. Campinas, 1991. 114p. Tese (Doutorado)-Universidade de Campinas.
• SAMSUDDIN, Z. Differences in stomatal density, dimension and conductances to water vapour diffusion in seven Hevea species. Biologia Plantarum, v.22, n.2, p.154-156, 1980.
• TURNER, N.C. Crop water deficits: a decade of progress. Advances in Agronomy, v.39, p.1-51, 1986.

¹

Financiamento FAPESP e CAPES/PICD. Apresentado no V Congresso Brasileiro de Fisiologia Vegetal (1995).

Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  14 Maio 1999
• Data do Fascículo
  1998

Histórico

• Aceito
  20 Jul 1998
• Recebido
  11 Dez 1996