Um Guia para o Índice de Clorofila: Um Indicador-chave da Saúde das Plantas

A clorofila é um dos pigmentos mais importantes na fotossíntese, servindo também como um indicador-chave da saúde das plantas. Ao medir o índice de clorofila, podemos entender melhor como as plantas estão realizando a fotossíntese e se estão sofrendo de estressores como doenças ou estresse ambiental.

Algumas aplicações para medir o Índice de Clorofila incluem:

• Monitoramento de nitrogênio no dossel
• Rastreamento da fisiologia das culturas
• Detecção de estresse em plantas
• Identificação de senescência
• Programação de fertilização

A seguir, exploraremos o índice de clorofila em mais detalhes, descreveremos o processo de medição e veremos um exemplo de caso de uso.

O que é o Índice de Clorofila?

O Índice de Clorofila (CI) é um indicador relativo do conteúdo total de clorofila das folhas. Clorofilas são pigmentos verdes essenciais para o primeiro passo na fotossíntese: capturar a energia da luz. As clorofilas captam a radiação solar que será posteriormente convertida em energia química para a planta usar na criação de carboidratos orgânicos.

Por que é Importante Medir o Índice de Clorofila?

O Índice de Clorofila é um método não destrutivo e altamente sensível usado para avaliar o status de nitrogênio do dossel. O nitrogênio é essencial para a produção de aminoácidos, DNA e outras moléculas e tecidos fundamentais. Sem quantidades suficientes de nitrogênio, as plantas não podem alcançar seu volume e tamanho ótimos, pois o nitrogênio constitui o centro da molécula de clorofila. Portanto, avaliar o status de nitrogênio do dossel ao longo da temporada é uma parte crucial do monitoramento da saúde da sua cultura e da determinação dos requisitos de fertilizantes da cultura.

A densidade de clorofila também fornece informações valiosas sobre o estado fisiológico de uma cultura, como senescência, estresse e surto de doenças. Além disso, o conteúdo de clorofila nas folhas é uma métrica importante usada para comparar características desejáveis em diferentes fenótipos e variedades durante testes de melhoramento.

 

Como o Arable Mede o Índice de Clorofila?

O Arable Mark possui espectrômetros voltados para cima e para baixo para medir a radiação refletida e incidente em faixas específicas de luz. Essas faixas de luz, conhecidas como bandas, são absorvidas ou refletidas com base na quantidade de dossel verde presente sob o espectrômetro. Folhas saudáveis, mais espessas e mais verdes (ou seja, aquelas com mais clorofila) refletem mais radiação no espectro do infravermelho próximo, que não é visível ao olho humano, para se manterem frescas.

Primeiro, calculamos a refletância (ρ), que é a quantidade de luz que reflete na planta (ou ascendente, medida pela lente voltada para baixo) dividida pela quantidade de luz na atmosfera (ou descendente, medida pela lente voltada para cima). Para o CI, calculamos as refletâncias (ρ) das ondas verdes e do infravermelho próximo (NIR).

 

 

Quanto das ondas verdes e NIR estão sendo refletidas de volta ao Mark?

A diferença entre a refletância recíproca das bandas verde e NIR correlaciona linearmente ao conteúdo total de clorofila e é assim que avaliamos a quantidade e vigor geral da vegetação verde. Um índice de clorofila mais alto indica maiores níveis de clorofila e nitrogênio no dossel e maior produtividade na planta.

 

 

Como os Dados Parecem?

CI é uma medida sem unidade, em uma faixa média de 0 a 15. Você pode ver a mudança semanal como uma porcentagem positiva ou negativa, dependendo da direção da mudança. Abaixo está um exemplo de uma mudança positiva nos últimos sete dias no CI. Há uma tendência de queda relativamente constante por alguns dias até que os valores aumentem para o final da semana. Essa mudança pode ser uma indicação de manejo do campo (como aplicação de nitrogênio) e os efeitos da absorção de nutrientes pela cultura.

 

À medida que a safra avança, você pode estar interessado em acompanhar essas mudanças no CI e compará-las com outras medições. Abaixo está um exemplo de uma plantação de milho. Enquanto os valores de NDVI saturam com a cobertura do dossel, o CI mostra uma faixa mais dinâmica que pode dar visibilidade não apenas ao crescimento da cultura, mas à saúde da cultura. Durante o tempo em que a cultura está alcançando a cobertura máxima do dossel, os valores de clorofila aumentam à medida que a cultura continua a ingerir nutrientes necessários para a transição da fase de crescimento.

 

Como Usar as Medições do Índice de Clorofila

Monitorando os valores de CI, você pode acompanhar o crescimento e a saúde das plantas. Uma diminuição no valor pode ser um indicador de que sua cultura precisa de uma aplicação de nutrientes. À medida que a cultura cresce e desenvolve outros pigmentos em flores e frutas durante estágios como floração, maturação de frutas e senescência foliar, os valores de CI diminuirão. Mudanças súbitas e inesperadas nos valores de CI podem ser uma indicação de estresse da cultura ou deficiência de nitrogênio.

O status do CI também pode informar escolhas de programação de fertilizantes e eficiência. Por exemplo, muitas vezes é difícil saber se é necessário fertilizante de nitrogênio adicional ao longo da temporada. Embora seja comum errar pelo excesso de aplicação de fertilizantes, sem a confirmação de que as plantas estão realmente com deficiência de nitrogênio ou que absorveram o nitrogênio, você corre o risco de desperdiçar custos e recursos para o meio ambiente circundante. Ao se familiarizar com os valores de CI de sua cultura, você será capaz de ver quando quedas nos valores de CI significam que suas plantas estão com deficiência de nitrogênio. Além disso, monitorando o CI após aplicações de fertilizantes, podemos confirmar dinamicamente a absorção de nutrientes e o uso de fertilização.

Casos de Uso Exemplares

Se o nitrogênio aplicado está sendo utilizado pelas plantas, os valores de CI aumentarão após as aplicações de fertilizantes. Abaixo está um exemplo de dois campos de arroz onde monitoramos o CI após diferentes taxas de aplicação de fertilizantes no início de julho. Em comparação com o NDVI, que indica o desenvolvimento do dossel, os valores de CI mostram um pico “final” mais tardio após a aplicação de nitrogênio. Mais importante, o campo que recebeu maior entrada de nitrogênio apresentou valores de CI mais altos. Observe que as duas grandes quedas nos valores (20 de julho e 1 de agosto) coincidem com dias muito nublados, daí a queda nos valores para ambas as métricas.

Em Conclusão

O índice de clorofila é uma métrica chave para entender a saúde da cultura e avaliar o status de nitrogênio, tornando-se uma ferramenta importante para agricultores e pesquisadores. As descobertas de dados das medições do índice de clorofila podem ser usadas para melhorar os rendimentos das culturas, identificar estressores das plantas e comparar diferentes fenótipos e variedades.

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