Imagens multiespectrais para avaliação de índice de área foliar e massa seca do capim 'Tifton 85', sob adubação nitrogenada / Multispectral imaging for leaf area index and dry mass evaluation of 'Tifton 85' bermudagrass under nitrogen fertilization

O presente trabalho teve por objetivo analisar as respostas do capim 'Tifton 85' (Cynodon spp.) à adubação nitrogenada, em termos de área foliar verde e de massa seca da parte aérea, utilizando índices calculados a partir de informações contidas em imagens multiespectrais, em comparação com indicadores obtidos por métodos diretos. Os tratamentos consistiram de quatro doses de N-ureia (0; 100; 150 e 200 kg ha-1), dispostos em um desenho experimental inteiramente casualizado, com quatro repetições. Aos 26 dias, após um corte de uniformização, foram determinados os seguintes atributos do dossel: o Índice de Área Foliar (IAF), a massa seca da parte aérea (MSPA), o índice de cobertura verde (ICV), utilizando uma câmara digital na faixa do visível e o Índice de Vegetação por Diferença Normalizada (NDVI), utilizando uma câmara multiespectral. Os quatro atributos do dossel vegetativo responderam positivamente à adubação nitrogenada. Enquanto o ICV mostrou relações curvilineares com o IAF e a MSPA (R² IAF=0,89; R² MSPA=0,87), o NDVI mostrou relações lineares (r² IAF=0,62; r2 MSPA=0,64), sem evidenciar tendência à saturação. Foi concluído que é possível avaliar a adubação nitrogenada em pastagens de Cynodon spp., utilizando análise de imagens, e que tanto o NDVI quanto o ICV podem ser utilizados como indicadores de produtividade do capim Tifton 85.

The purpose of this study was to verify the responses of 'Tifton 85' bermudagrass (Cynodon spp.) to nitrogen fertilization in terms of green leaf area and aerial dry mass, using indices calculated from spectral information contained in multispectral images, in comparison with indicators obtained by direct methods. The bermudagrass was managed under four N treatments (0; 100; 150 and 200 kg ha-1) using a completely randomized experimental design, with four repetitions. Twenty six days after a standardization cut, four canopy traits were determined: leaf area index (LAI), aerial dry mass (ADM), green coverage index (GCI), using a RGB camera and the Normalized Difference Vegetation Index (NDVI), using a multispectral camera. All the traits responded positively to nitrogen fertilization. However, while the GCI showed curvilinear relationships with LAI (R²=0.89) and ADM (R²=0.87), the NDVI showed linear relationships with both (r² LAI=0.62; r² ADM=0.64) without evidences of saturated responses. It was concluded that it is possible to evaluate nitrogen fertilizer on pastures of Cynodon spp., using image analysis. NDVI and ICV can be used as productivity indicators of 'Tifton 85' bermudagrass.

A frequência de ocorrência como estimador indireto de atributos do dossel no capim Tifton 85, sob adubação nitrogenada e crescimento livre / Frequency of occurrence as an indirect estimator of canopy traits in Tifton 85 bermudagrass under nitrogen fertilization and free growth

Neste trabalho, objetivou-se identificar atributos que possam servir de base na formulação de métodos indiretos e não destrutivos de avaliação da área foliar e da produção de forragem, durante a fase de estabelecimento do capim Tifton 85(Cynodon spp.), sob influência de adubação nitrogenada. Para tal, foram utilizados resultados obtidos em um experimento prévio, onde os tratamentos consistiram de níveis de adubação nitrogenada (0; 50; 100 e 150 kg/ha de N-uréia), alocados nas parcelas, combinados com datas de amostragem nas sub-parcelas (dia após plantio, DAP), com quatro repetições. As variáveis estudadas foram: interceptação da radiação fotossinteticamente ativa (RFA); altura do dossel, índice de área foliar (IAF), frequência de ocorrência de plantas (F%) e massa seca da parte aérea (MSPA). Os resultados obtidos indicaram que, no 87º DAP, a RFA interceptada relacionou-se funcionalmente tanto com a altura como com o IAF verde do dossel. A frequência de ocorrência de plantas, enquanto estimador indireto mostrou adequação similar ao IAF direto, na sua relação com a irradiância fotossintética interceptada, porém com tendência à saturação para valores de F > 80 %. Por outra parte, valores de F (%), no 67º DAP, relacionaram-se significativamente com valores da MSPA do capim, obtidos no 87º DAP. Foi concluído que a frequência de ocorrência é um atributo promissor em termos de sua utilização como método indireto e não destrutivo de avaliação do IAF e da produção de forragem no capim Tifton 85, merecendo estudos adicionais.

This study aimed to identify attributes that can serve as a basis in formulating indirect methods and non-destructive evaluation of leaf area and herbage mass during the establishment phase of Tifton 85 (Cynodon spp.), under nitrogen fertilization levels. For this purpose it was used results obtained in a previous experiment where the treatments consisted of nitrogen levels (0, 50, 100 and 150 kg / ha of urea-N), allocated to the plots, combined with sampling dates in sub-plots (days after planting, DAP), with four replications. The variables studied were: interception of photosynthetically active radiation (PAR), canopy height, leaf area index (LAI), frequency of occurrence of plants (F%) and herbage mass (HM). The results indicated that at 87 DAP, the PAR intercepted was functionally related to both the height and the LAI of the canopy. The frequency of occurrence of plants, while indirect estimator showed fitness similar to the direct LAI, in its relation to PAR intercepted, but with a tendency to saturation for values of F> 80%. On the other hand, values of F (%) at 67 DAP, correlated significantly with the HM values obtained after 87 DAP. It was concluded that the frequency of occurrence of an attribute is promising in terms of its use as an indirect method and nondestructive evaluation of LAI and herbage mass in Tifton 85, meriting further studies.

Um novo clorofilômetro para estimar os teores de clorofila em folhas do capim Tifton 85 / A new chlorophyll meter to estimate chlorophyll contents in leaves of Tifton 85 bermudagrass

O propósito deste trabalho foi verificar o desempenho de um novo clorofilometro portátil, em parcelas experimentais vegetadas com o capim-Tifton 85 (Cynodon spp.). Para tal, foi utilizado um experimento de curta duração, em que três doses de N (0,75 e 150kg de N ha-1) foram combinadas com quatro datas de amostragem (8, 16, 24 e 28 dias após um corte de uniformização). As análises foram feitas em lâminas da folha mais nova totalmente expandida. Os teores das clorofilas a, b e a+b foram quantificados espectrofotometricamente após a extração com acetona 80%, enquanto que o clorofilômetro forneceu os correspondentes valores de Índice de Clorofila Falker (ICF). As leituras do aparelho foram sensíveis tanto às doses de N quanto às datas de amostragem. Foram obtidas correlações positivas entre ambos os métodos de quantificação (clorofila a: r=0,646; b: r=0,797; e total: r=0,721), que evidenciaram a utilidade desse novo clorofilometro na determinação indireta dos teores de clorofila foliar no capim-Tifton 85.

The purpose of this research was to evaluate the performance of a new portable chlorophyll meter in the indirect determination of chlorophyll contents in Tifton 85 bermudagrass leaves. In a field trial of short duration, three N doses (0, 75 and 150kg ha-1) were combined with four sampling dates (8, 16, 24 e 28 days after a cut for sward uniformity) in completely randomized blocks, with treatments arranged in a split-plot design. Analyses were performed in the youngest fully expanded leaf blade. Contents of chlorophylls a, b and total were quantified spectrophotometrically, after extraction with acetone 80%, while chlorophyll meter readings, expressed as Falker Chlorophyll Index (FCI) units, provided the same information. Chlorophyll meter readings were sensitive to both N rates and sampling dates. It were obtained significant positive correlations between both methods (chlorophyll a: r=0.646, chlorophyll b: r=0.797 and for total chlorophyll: r=0.721). It was concluded that this new chlorophyll meter constitutes an appropriate tool for the indirect determination of foliar chlorophyll contents in Tifton 85 pastures.

Comparação de métodos diretos de extração e quantificação dos teores de clorofilas em folhas do capim-Tifton 85 / Comparison of direct methods of extraction and chlorophyll contents quantification in leaves of Tifton 85 bermudagrass

O objetivo deste estudo foi verificar qual é o melhor protocolo para extração das clorofilas a, b e total (a + b) a ser aplicado em estudos com a gramínea forrageira Tifton 85 (Cynodon spp.). Os resultados revelaram que os melhores extratores, tomando-se como base os teores de clorofila total (a + b), foram o N,N-dimetilformamida, o dimetilsulfóxido e a acetona 80 por cento (com as equações propostas por ARNON, 1949). A variação temporal dos teores das clorofilas a, b e total ajustaram-se a um modelo hiperbólico comum a todos os solventes, sendo o período de 48 horas considerado suficiente para uma adequada extração.

This study aimed to assess which is the most appropriate protocol for extraction of chlorophylls a, b and total (a + b) to be applied in studies with Tifton 85 (Cynodon spp.) forage grass. Results revealed that, based on total (a + b) chlorophyll contents, the best extractors were N,N-dimethylformamide, dimethylsulfoxide and acetone 80 percent (using the equations proposed by ARNON, 1949). Temporal changes in the concentrations of chlorophyll a, b and total were well described by a hyperbolic model common to all solvents, being the period of 48 hours considered sufficient for an appropriate extraction.