RESUMO
Leaf water potential is a measure commonly used to describe crop water status and water stress dynamics. The established method for determining leaf water potential using a pressure chamber is cumbersome and subject to operator error as well as time/temperature limitations. These limitations prohibit the intensive sampling required to support proactive water management of commercial crops, including vineyards. Particular for grapevines there is need for faster, more precise and more reliable tools for determining leaf water potential in the field. Portable Near-infrared spectroscopy and multivariate data analysis were applied for the modeling and prediction of leaf water potential in grapevines. For field-grown wine grapes the most significant and intensive leaf absorptions occurs in the region from 1440 to 1950 nm and again beyond 2,200 nm. Multivariate analysis of these spectra, referenced against pressure chamber measurements as a standard, showed correlation coefficients from 0.87 to 0.95 clearly demonstrated that this technology can provide a fast and reasonable assessment of leaf water potential in the field.
O potencial da água na folha é um parâmetro amplamente utilizado para descrever o estado hídrico e a dinâmica do estresse hídrico de culturas de interesse agrícola, onde se inclui a videira vinífera. Um dos métodos correntes para determinação do potencial da água na folha é a câmara de pressão, que é complexa, sujeita a erros operacionais, possuindo limitações no preparo da amostra ligados ao tempo/temperatura. As limitações citadas dificultam amostragens intensivas requeridas para subsidiar estratégias de manejo mais avançadas em cultivos comerciais, como vinhedos. Portanto, há carência de instrumentação que ofereça maior rapidez de leitura, precisão e confiabilidade para a determinação do potencial da água na folha. Espectroscopia "portátil", operando na faixa do infravermelho-próximo e análise multivariada foi aplicada para a modelagem e simulação do potencial da água na folha de videira vinífera. Para videira vinífera de campo, a absorção mais intensiva e significativa da folha ocorre na faixa entre 1.440 e 1.950 nm e acima de 2.200 nm. Análise multivariada espectral referenciada contra medições da câmara de pressão evidenciou coeficientes de correlação de 0.87 a 0.95, claramente demonstrando que esta tecnologia pode proporcionar maior velocidade de aquisição e determinações razoáveis para dados de potencial da água na folha, em campo.
RESUMO
Leaf water potential is a measure commonly used to describe crop water status and water stress dynamics. The established method for determining leaf water potential using a pressure chamber is cumbersome and subject to operator error as well as time/temperature limitations. These limitations prohibit the intensive sampling required to support proactive water management of commercial crops, including vineyards. Particular for grapevines there is need for faster, more precise and more reliable tools for determining leaf water potential in the field. Portable Near-infrared spectroscopy and multivariate data analysis were applied for the modeling and prediction of leaf water potential in grapevines. For field-grown wine grapes the most significant and intensive leaf absorptions occurs in the region from 1440 to 1950 nm and again beyond 2,200 nm. Multivariate analysis of these spectra, referenced against pressure chamber measurements as a standard, showed correlation coefficients from 0.87 to 0.95 clearly demonstrated that this technology can provide a fast and reasonable assessment of leaf water potential in the field.
O potencial da água na folha é um parâmetro amplamente utilizado para descrever o estado hídrico e a dinâmica do estresse hídrico de culturas de interesse agrícola, onde se inclui a videira vinífera. Um dos métodos correntes para determinação do potencial da água na folha é a câmara de pressão, que é complexa, sujeita a erros operacionais, possuindo limitações no preparo da amostra ligados ao tempo/temperatura. As limitações citadas dificultam amostragens intensivas requeridas para subsidiar estratégias de manejo mais avançadas em cultivos comerciais, como vinhedos. Portanto, há carência de instrumentação que ofereça maior rapidez de leitura, precisão e confiabilidade para a determinação do potencial da água na folha. Espectroscopia "portátil", operando na faixa do infravermelho-próximo e análise multivariada foi aplicada para a modelagem e simulação do potencial da água na folha de videira vinífera. Para videira vinífera de campo, a absorção mais intensiva e significativa da folha ocorre na faixa entre 1.440 e 1.950 nm e acima de 2.200 nm. Análise multivariada espectral referenciada contra medições da câmara de pressão evidenciou coeficientes de correlação de 0.87 a 0.95, claramente demonstrando que esta tecnologia pode proporcionar maior velocidade de aquisição e determinações razoáveis para dados de potencial da água na folha, em campo.
RESUMO
Plant water requirements are important aspects of crop production to be determined in the field, in order to judiciously manage crop water usage. Water uptake by field grown maize (Zea mays L.), under well-watered conditions was verified with the heat-pulse system. The temperature difference between two radially inserted thermocouples, one 9 mm above and the other 4 mm below a heater piercing the maize stem, was measured every 0.3 seconds following emission of a heat-pulse. Comparisons of the heat-pulse system outputs, lysimetric measurement and transpiration model estimates were monitored on an hourly and daily basis. At normal and low atmospheric demand daily and hourly values of heat-pulse outputs and lysimetric measurement showed good agreement. Hourly agreement of a modified Penman-Monteith energy balance equation estimate and heat-pulse outputs showed accordance between measurement of sap flow and the plant water-loss theory. Study of the relationship between maize canopy water loss rate and heat velocity in the stem showed that these two parameters were proportional and a calibration factor of 1.51 for full soil foliage coverage was verified.
A determinação a campo das necessidades hídricas de plantas é um aspecto importante da produção agrícola, para o manejo correto do uso da água pelos cultivos. A absorção de água por uma cultura de milho (Zea mays L.), cultivado a campo, em condições de não limitação hídrica, foi verificada através da técnica do pulso de calor. Após a emissão de um pulso, procedeu-se a medições, a cada 0,3 segundos, do diferencial de temperatura entre dois termopares, inseridos radialmente no caule da planta. O primeiro foi colocado 9 mm acima e o segundo 4 mm abaixo de uma fonte de calor ("heater"). Foram feitas comparações entre as medições feitas pela técnica do pulso de calor, lisímetro e estimativas da transpiração computadas em modelo, numa base horária e diária. Comparações entre medições horárias feitas pelo pulso de calor e as estimativas da transpiração, feitas pelo modelo, mostraram concordância entre a determinação da transpiração através da medição do fluxo de seiva e, estimativa, baseada em desenvolvimento teórico. A taxa da perda dágua pelo dossel e a velocidade de propagação de energia térmica no caule do milho mostraram-se fenômenos proporcionais e um fator de calibração de 1,51 foi encontrado, para condição de cobertura total do solo pela folhagem do milho.
RESUMO
Plant water requirements are important aspects of crop production to be determined in the field, in order to judiciously manage crop water usage. Water uptake by field grown maize (Zea mays L.), under well-watered conditions was verified with the heat-pulse system. The temperature difference between two radially inserted thermocouples, one 9 mm above and the other 4 mm below a heater piercing the maize stem, was measured every 0.3 seconds following emission of a heat-pulse. Comparisons of the heat-pulse system outputs, lysimetric measurement and transpiration model estimates were monitored on an hourly and daily basis. At normal and low atmospheric demand daily and hourly values of heat-pulse outputs and lysimetric measurement showed good agreement. Hourly agreement of a modified Penman-Monteith energy balance equation estimate and heat-pulse outputs showed accordance between measurement of sap flow and the plant water-loss theory. Study of the relationship between maize canopy water loss rate and heat velocity in the stem showed that these two parameters were proportional and a calibration factor of 1.51 for full soil foliage coverage was verified.
A determinação a campo das necessidades hídricas de plantas é um aspecto importante da produção agrícola, para o manejo correto do uso da água pelos cultivos. A absorção de água por uma cultura de milho (Zea mays L.), cultivado a campo, em condições de não limitação hídrica, foi verificada através da técnica do pulso de calor. Após a emissão de um pulso, procedeu-se a medições, a cada 0,3 segundos, do diferencial de temperatura entre dois termopares, inseridos radialmente no caule da planta. O primeiro foi colocado 9 mm acima e o segundo 4 mm abaixo de uma fonte de calor ("heater"). Foram feitas comparações entre as medições feitas pela técnica do pulso de calor, lisímetro e estimativas da transpiração computadas em modelo, numa base horária e diária. Comparações entre medições horárias feitas pelo pulso de calor e as estimativas da transpiração, feitas pelo modelo, mostraram concordância entre a determinação da transpiração através da medição do fluxo de seiva e, estimativa, baseada em desenvolvimento teórico. A taxa da perda dágua pelo dossel e a velocidade de propagação de energia térmica no caule do milho mostraram-se fenômenos proporcionais e um fator de calibração de 1,51 foi encontrado, para condição de cobertura total do solo pela folhagem do milho.