Apostila uso da planta como indicadora de irrigação

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MANEJO DE IRRIGAÇÃO: TÉCNICAS AVANÇADAS UTILIZANDO A 
PLANTA COMO INDICADORA DO MOMENTO DE APLICAR ÁGUA NA 
CULTURA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
BARBARA DOS SANTOS ESTEVES 
Professor: Eliemar Campostrini 
 
 
 
 
 
Documento apresentado como parte 
das exigências do exame de 
qualificação no curso de pós-graduação 
em Produção vegetal da Universidade 
Estadual Darcy Ribeiro. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
UNIVERSIDADE ESTADUAL DO NORTE FLUMINENSE DARCY RIBEIRO 
CAMPOS DOS GOYTACAZES – RJ 
OUTUBRO - 2013 
 
 
 
 1 
1. INTRODUÇÃO 
 
A produção agrícola é dependente de vários fatores, tais como água, 
nutrientes e luz, sendo a água o fator mais limitante para a sustentabilidade dos 
sistemas de produção. Considerando-se que 70% da água utilizada no mundo 
destina-se à irrigação, é relevante o uso racional desse recurso pelo 
fornecimento adequado às plantas. Para manejar adequadamente sistemas 
irrigados, é de fundamental importância a definição do momento de irrigação e 
da quantidade adequada de água às culturas. Para isso, torna-se necessário o 
conhecimento das necessidades hídricas das plantas, bem como a fase de 
maior exigência de água, sendo tal informação indispensável para o êxito do 
empreendimento (Paiva et al., 2005). 
Independentemente do sistema de irrigação utilizado, a literatura é unânime 
ao enfatizar a importância de se controlar adequadamente a aplicação, 
otimizando o custo de água e energia e de outros fatores envolvidos na 
condução de uma cultura irrigada (Faria e Rezende, 1997). A programação da 
irrigação é frequentemente realizada com base no balanço hídrico do solo, 
onde a evapotranspiração é estimada utilizando a evapotranspiração de 
referência e o coeficiente de cultura, de acordo com o procedimento sugerido 
pela FAO (Allen et al., 1998). Este protocolo, apesar de ser amplamente 
difundido, apresenta algumas incertezas. 
No caso em que a planta irrigada seja considerada “isolada”, como num 
pomar, por exemplo, o maior problema é determinar o volume de água a se 
aplicada para cada período de tempo e a partir de que momento deve ser 
aplicada. Isto ocorre, pois pouco se conhece acerca do volume de água 
utilizada por uma planta durante sua transpiração, estando o solo em 
condições hídricas ótimas. Existem técnicas para determinar o consumo de 
água por uma planta individual; na busca de um manejo racional da irrigação, 
novas técnicas para detectar a deficiência hídrica nas plantas estão sendo 
desenvolvidas (Souza, 2009). 
As metodologias mais promissoras são aquelas baseadas nas próprias 
plantas, pois estas se mostraram mais eficientes do que as técnicas que 
utilizam fatores ambientais na indicação do déficit hídrico (Remorini e Massai, 
 2 
2003). As medições da água pelo status hídrico das plantas podem integrar 
tanto a água disponível no solo como as condições climáticas e, portanto, 
fornecer uma melhor previsão das respostas das árvores ao estresse hídrico. 
Indicadores da planta como métodos de estimativa do estresse hídrico têm 
sido utilizados principalmente em pesquisas, e suas aplicações práticas no 
manejo da irrigação estão por ser desenvolvidas. Os indicadores 
tradicionalmente utilizados para a programação da irrigação que podem ser 
mencionados são: o crescimento dos ramos, o potencial hídrico foliar e 
potencial hídrico do caule e a condutância estomática (Goldhameret al., 1999; 
Remorini e Massai, 2003; Naor, 2006). Estas metodologias apresentam 
limitações para uma programação de irrigação, se destacando o uso de 
medidas que não se pode automatizar, pois resultam de processos trabalhosos 
e descontínuos. 
Isto justifica o estudo e o aprimoramento de indicadores baseados em 
medidas automáticas e continuas que permitam acompanhamento em tempo 
real dos dados. Entre estes novos indicadores, podem-se destacar as medidas 
baseadas no fluxo de seiva, a variação do diâmetro do tronco e o potencial de 
turgescência da folha. Neste contexto, esta revisão se propõe analisar os 
principais métodos indicadores nas plantas do momento de irrigar, 
demonstrando suas vantagens e seus desafios. 
 
2. EFEITOS DO DEFICIT HÍDRICO NAS PLANTAS 
 
De todos os recursos de que as plantas precisam para o crescimento, a 
água é o mais limitante para a produtividade agrícola, visto ser essencial aos 
diversos processos metabólicos dos vegetais, principalmente durante o período 
inicial de desenvolvimento (Souza et al., 2001). 
O suprimento de água para uma cultura resulta de interações que se 
estabelecem ao longo do sistema solo-planta-atmosfera. As influências 
recíprocas entre esses componentes básicos tornam o sistema dinâmico e 
fortemente interligado, de tal forma que a condição hídrica da cultura 
dependerá sempre da combinação desses três segmentos. A medida em que o 
solo seca, torna-se mais difícil às plantas absorverem a água, porque aumenta 
a força de retenção e diminui a disponibilidade de água no solo. Entretanto, 
 3 
quanto maior for à demanda evaporativa da atmosfera mais elevada será a 
necessidade de fluxo de água no sistema solo-planta-atmosfera (Santos e 
Carlesso, 1998). 
Cerca de 80 a 90% do peso fresco de uma planta herbácea e 
aproximadamente 50% das espécies lenhosas estão representados pela água 
(Kramer e Boyer, 1995). Além disso, a água é o solvente que permite que 
gases, minerais e outras substâncias possam penetrar nas células e fluir entre 
elas e entre os vários órgãos vegetais. Também é o reagente dos processos 
fisiológicos, incluindo a fotossíntese, além do seu papel na turgescência da 
célula e, consequentemente, no crescimento do vegetal (Silva e Freitas, 1998). 
Dentre as diversas mudanças metabólicas induzidas em plantas quando 
submetidas a estresses abióticos, destaca-se uma marcada acumulação de 
uma mistura complexa de ácidos orgânicos, açúcares e aminoácidos, a qual 
tem sido denominada de ajustamento osmótico (Nogueira et al., 2001). Os 
mesmos autores citam que é comprovado na literatura que a prolina em sua 
forma livre se acumula, não só em resposta à carência de água, como também 
pelos efeitos da salinidade e baixas temperaturas. As respostas das plantas a 
escassez hídrica são complexas, envolvendo mudanças adaptativas e/ou 
efeitos deletérios (Chaves et al., 2002). Estes mesmos autores afirmam que 
sob condições de campo estas respostas podem ser sinergicamente ou 
antagonicamente afetadas por outros tipos de estresse. 
O déficit hídrico afeta a bioquímica, a fisiologia, a morfologia e os 
processos de desenvolvimento das plantas, reduzindo a fotossíntese de três 
maneiras: pela redução da área foliar disponível para interceptar a radiação 
solar, pela redução da difusão do CO2 para dentro da folha e pela redução da 
habilidade dos cloroplastos para fixar o CO2 que neles penetra (Jones, 1983). A 
baixa disponibilidade de água ainda limita a expansão celular, alterando a 
pressão de turgescência e extensibilidade da parede celular afetando o 
crescimento da planta (Spollen et al., 1993) 
O efeito do déficit hídrico na planta depende da variedade, da duração e 
do estádio fenológico, podendo trazer resultados tanto negativos quanto 
positivos, conforme revisão feita por Ginestar e Castel (1996). O uso adequado 
de uma estratégia de irrigação com déficit hídrico pode aumentar a 
produtividade da água, definida como as unidades do produto produzidas por 
 4 
unidade de água consumida. O resultado da irrigação com déficit hídrico é útil 
para controlar o vigor das plantas, aumentar a entrada de radiação na copa e 
manter o crescimento moderado, fatores necessários para a produção 
adequada (Gomez-del-Campo et al.,2009; Connor et al., 2009) em termos 
econômicos. 
 
3. FLUXO DE SEIVA 
 
O motor responsável pela circulação da água nos vegetais é a energia de 
origem solar, a qual permite que a mesma atinja as folhas, onde é perdida para 
a atmosfera sobre a forma de vapor. O problema da predição do uso da água 
pelas plantas é muito complexo e envolve a necessidade de medidas de muitas 
variáveis biológicas e do meio-ambiente (Pereira et al., 2006). 
A transpiração é uma consequência inevitável da fotossíntese. Quando os 
estômatos das folhas se abrem para obter o dióxido de carbono, as moléculas 
de água escapam. A força motora responsável pela ascensão da seiva no 
xilema é gerada na interface ar-água, dentro do mesófilo foliar (Taiz e Zeiger, 
2002). 
Grande parte dos estudos que utilizam a metodologia do fluxo de seiva para 
obtenção da transpiração das plantas baseia-se em técnicas termométricas, de 
fornecimento de calor ao caule (Burguess e Dawson, 2008; Vellame, 2007; 
Čermárk et al., 2004), as quais pressupõem a equivalência entre o fluxo 
xilemático e o fluxo transpiratório foliar, em escala diária. Silva (2008) relata 
que existem diversas técnicas de obtenção do fluxo de seiva que podem ser 
separadas em três grupos, sendo o primeiro método de pulso de calor, que 
rastreia o movimento de um curto pulso de calor no fluxo de seiva; o segundo 
método de balanço de calor, que mensura o movimento da seiva, pelo 
transporte de calor, para fora de uma fonte de calor controlada, e o terceiro 
método o de dissipação térmica, que relata a dissipação do calor pelo fluxo de 
seiva por meio de uma relação empírica. 
Fernández et al. (2001) analisou a robustez da técnica do fluxo de seiva 
pelo método do pulso de calor, sendo considerado pelos autores, adequado 
para a estimativa da dinâmica transpiração ou alterações no comportamento 
hidráulico das árvores. Smith e Allen (1996) concluíram que a determinação da 
 5 
perda d’água em espécies frutíferas pode ser obtida através de medições no 
fluxo de seiva, citando a técnica do pulso de calor, como promissora para esta 
finalidade, pela facilidade de sua automação e pela possibilidade de 
monitoramento contínuo em intervalos curtos de tempo. Santos et al. (2005) 
testaram o método do pulso de calor para a videira e concluíram que o método 
pode ser utilizado de forma satisfatória, com instrumentação baseada em 
sensores de baixo diâmetro e baixo fornecimento de calor para a marcação do 
fluxo de seiva. 
A técnica do balanço de calor consiste em aplicar um aquecimento em torno 
da circunferência do caule por uma fonte de calor e o fluxo de massa da seiva 
é obtido por meio do balanço dos fluxos de calor para dentro e fora da seção 
aquecida do caule (Silva, 2008). O método do balanço de calor destaca-se 
perante as outras técnicas por ser um método absoluto e não-invasivo que 
dispensa procedimentos de calibração e exige equipamentos relativamente 
simples, sendo a construção de sensores relativamente fácil e de baixo custo 
(Marin et al, 2008). Porém, os mesmos autores ponderam que, embora de fácil 
manuseio e instalação, há necessidade de avaliação da qualidade das medidas 
para a obtenção de dados precisos, sendo essa prática difícil de ser feita, 
principalmente em condições de campo e em plantas de grande porte. 
Granier (1985) propôs o método por dissipação térmica que permite que 
se determine a quantidade de água utilizada por cada planta durante um 
determinado período de tempo, por meio do monitoramento do fluxo xilemático 
de seiva. Pressupondo que a maior parte da água transportada através do 
xilema é utilizada na transpiração, pode-se, indiretamente, quantificar o total de 
água transpirado pela planta. O método de dissipação térmica para medição do 
fluxo xilemático consiste em uma sonda composta de duas cânulas de aço 
inoxidável inseridas no caule, que apresentam três centímetros de 
comprimento e dois milímetros de diâmetro, alinhadas verticalmente e 
separadas por uma distância de, aproximadamente, cinco centímetros. 
Observa-se o uso do método de Granier (1985) em diversos estudos e culturas 
(Pimentel et al., 2010; Rojas et al., 2006). 
Na Figura 1 estão representadas esquematicamente as três técnicas 
descritas acima. 
 6 
 
Figura 1. Métodos de obtenção do fluxo de seiva. (a) método do pulso de calor; 
(b) método do balanço de calor; e (c) método da dissipação térmica (Silva, 
2008). 
 
Segundo Ramos e Santos (2009) a estimativa do consumo hídrico de 
pomares, com base em medições de fluxo de seiva, seja por qualquer um dos 
métodos, em árvores individuais,requer a ampliação de dados. Estes autores 
estudaram a relação entre os dados de transpiração obtidos através do fluxo de 
seiva e os níveis de água no solo, sendo obtidos índices de estresse hídrico. 
Lurbe (2013) cita que a utilização de métodos de fluxo de seiva é 
particularmente adequada para estudos de déficit hídrico, pois esta 
a
b
c
 7 
metodologia pode ajudar a quantificar tanto a redução da transpiração quanto o 
grau de estresse hídrico atingido pela planta. Fernández et al. (2007) citam que 
a transpiração relativa, obtida a partir da relação entre fluxo de seiva de árvores 
em déficit hídrico e árvores bem irrigadas, tem sido discutida durante as últimas 
décadas como um indicador de estresse hídrico. Estes autores avaliaram o 
potencial das medidas do fluxo de seiva para a utilização do manejo de 
irrigação de alta frequência em videira e outras frutíferas e encontraram que o 
método da transpiração relativa foi bom indicador para o momento de se 
proceder a irrigação. No entanto, estes autores citam que, a realização desse 
tipo de abordagem em um pomar comercial pode não ser prática, devido a 
problemas associados ao manejo de irrigação, como por exemplo, o 
crescimento vegetativo excessivo das plantas utilizadas como referência. 
López-Bernal et al. (2010), estudando as diferenças anatômicas do xilema e 
do fluxo de seiva em oliveiras cultivadas em diferentes regimes de irrigação, 
observaram que as plantas que sofreram estresse hídrico apresentaram um 
aumento na relação transpiração noturna-diurna, podendo este fator ser um 
indicativo da baixa disponibilidade hídrica do solo. Daley e Phillips (2006) citam 
que o fluxo de seiva noturno pode estar relacionado ao status hídrico da planta, 
uma vez que contribui parcialmente para a reidratação da mesma, do dia 
anterior, quando a água disponível no solo não for suficiente. 
Ortuño et al. (2006) analisando a detecção do estresse hídrico em limão, 
encontraram que nas plantas estressadas as taxas do fluxo de seiva 
diminuíram progressivamente com a redução dos níveis de água. No entanto, 
após a reidratação os valores do fluxo de seiva aumentaram, ficando próximos 
ao fluxo das plantas sem estresse. Escalona et al. (2002) estudaram os efeitos 
do déficit hídrico no crescimento, fluxo de água e fotossíntese em videira. Estes 
autores encontraram que o consumo hídrico total da cultura pode ser estimado 
utilizando-se a técnica do fluxo de seiva, sobre diferentes condições 
ambientais, podendo ser utilizado como uma ferramenta para a elaboração de 
programas de irrigação com déficit com o objetivo de maximizar a eficiência do 
uso de água. Pons et al. (2008) encontraram que o fluxo de seiva medido ao 
fim da tarde é um bom indicador da condição hídrica da planta em videiras e se 
correlaciona muito bem com a condutância estomática, podendo ser utilizado 
com sucesso para o manejo de irrigação. 
 8 
Fernández et al. (2008a) citam que as medições do fluxo de seiva podem 
ser utilizadas para determinação in situ do consumo hídrico das plantas, sendo 
sistemasfacilmente automatizados, obtendo resultados satisfatórios para 
estimativa da transpiração. Fernández et al. (2008b) desenvolveram e testaram 
um sistema de controle automático de irrigação para pomares de árvores 
frutíferas, ao qual no final de cada dia, o dispositivo calculava a demanda 
hídrica a partir das leituras do fluxo de seiva do tronco de árvores. Os autores 
encontraram que o sistema foi capaz de filtrar e amplificar as tensões das 
sondas de velocidade de pulso de calor para calcular dados do fluxo de seiva, 
sendo obtidas as quantidades diárias de irrigação para o pomar de acordo com 
um protocolo especifico para a cultura. 
No entanto, para Silva (2008) a medição de fluxo de seiva no campo para 
fins de manejo de irrigação, com os equipamentos existentes no mercado, 
ainda é uma metodologia que tem desafios tecnológicos a serem vencidos, 
devido ao seu alto custo e a sua sofisticação. O mesmo autor estudou a 
utilização do fluxo de seiva como indicador de estresse hídrico em café e a 
elaboração de um modelo de sensor simplificado. Com esta pesquisa o autor 
concluiu que os resultados obtidos da relação entre o fluxo de seiva e a 
evapotranspiração indicaram que o fluxo de seiva pode ser empregado como 
ferramenta para estimar a transpiração do cafeeiro. 
 
4. DENDROMETRIA 
 
A dendrometria baseia-se no monitoramento das variações de dimensões 
de órgãos vegetais em resposta ao seu balanço hídrico, sendo mais comum o 
uso de variações do tronco ou de ramos. Diversos são os trabalhos 
mencionando a técnica como promissora para o manejo de irrigação (Puerto et 
al., 2013; Fernández et al., 2011; Ortuño et al., 2010; Ortuño et al., 2006). 
Como a variação do diâmetro do caule é muito pequena, é necessário 
utilizar um aparelho muito sensível (Souza, 2009). Estes aparelhos são 
chamados dendrômetros, os quais utilizam extensômetros fixos sobre um braço 
de aço, onde a menor fração de movimento do braço pode ser detectada na 
forma de sinais elétricos que, posteriormente, são convertidos em sinais 
 9 
micrométricos. Na Figura 2, está apresentado um exemplo de dendrômetro no 
caule da planta. 
 
Figura 2. Dendrômetro para avaliar a variação dodiâmetro do tronco. 
 
A utilidade de diferentes parâmetros derivados das medições contínuas do 
tronco e do ramo principal foi analisada por Goldhamer e Fereres (2001).Estes 
mesmos autores sugeriram que estas medições poderiam ser utilizadas como 
uma técnica válida para a detecção de estresse hídrico em pêssego e em 
amêndoa, sugerindo que os dados podem ser considerados para o 
estabelecimento de horários de irrigação precisos. Os parâmetros mais 
utilizados no uso dessa técnica são a amplitude máxima diária do diâmetro do 
tronco, caule e ramos e a variação do diâmetro máximo ou do mínimo diário ao 
longo do tempo (Goldhamer et al., 1999; Goldhamer e Fereres, 2001). 
Rojas (2003) encontraram que as variáveis dendrométricas do caule/ramos, 
recomendadas na bibliografia como indicadoras de estresse hídrico (variação 
da amplitude diária de contração, da diferença em dias subsequentes do 
diâmetro máximo e do diâmetro mínimo), mostraram-se problemáticas, pela 
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complexa relação que apresentam com a disponibilidade hídrica no solo, 
demanda evaporativa do ar e tamanho do caule. No entanto, a análise da 
evolução do diâmetro máximo diário, e também, do diâmetro médio mostrou 
potencialidade de uso como técnica indicadora de estresse hídrico. 
Ortuño et al. (2006) encontraram que o máximo encolhimento do tronco é 
um indicador muito adequado para o manejo de irrigação em limoeiros adultos. 
Estes autores afirmaram que a possibilidade de desenvolver relações de 
referência ou basais entre o máximo encolhimento do tronco e a 
evapotranspiração de referência, permite comparar as medições dos 
indicadores baseados em plantas em um determinado momento com o valor 
esperado sob condições não limitantes de água, que pode ser calculada a 
partir das referências. Fernández et al. (2011a) analisaram o uso de medidas 
do máximo encolhimento do tronco para detectar estresse hídrico em oliveiras, 
sob irrigação com déficit. Estes autores encontraram que as medidas do 
máximo encolhimento do tronco é um índice útil para detectar o aparecimento e 
gravidade de estresse hídrico em oliveiras, com alta produção. Neste trabalho 
também foi sugerido que a técnica pode ser utilizada como estratégia para a 
programação de irrigação de baixa frequência, com déficit. 
Págan et al. (2012) analisaram o uso de dendrômetros para o 
estabelecimento do manejo de irrigação em tangerina. Estes autores 
encontraram que é necessário enfatizar a adequação das medidas do máximo 
encolhimento do tronco, visando estabelecer uma base de referência para a 
programação da irrigação, em tangerinas, devido a sua resposta linear e boa 
correlação com a temperatura. 
Souza (2009) utilizaram medidas dendrométricas como indicadores do 
manejo de irrigação na cultura do café, analisando dois tratamentos, os quais 
um seria sempre irrigado e outro não teria irrigações, até certo limite do 
potencial hídrico foliar, ao qual depois receberia água. Este autor encontrou 
que a amplitude diária máxima do caule se correlacionou com as condições 
climáticas e a transpiração da planta, refletindo satisfatoriamente a variação do 
potencial hídrico foliar. Além disso, a amplitude diária máxima do caule indicou 
precocemente o estresse hídrico em plantas jovens de café, quando 
comparada com as medições do potencial hídrico foliar. 
 11 
Conejero et al. (2010) estudaram o pessegueiro, avaliando sua máxima 
contração diária do tronco durante o período de crescimento dos frutos e 20 
dias após a colheita, em condição totalmente irrigada. Os autores encontraram 
que apesar da produção na colheita, com alta carga de frutos, não afetar a 
condição hídrica da planta a máxima contração diária do tronco foi aumentada. 
Os autores concluíram que valores de referência da máxima contração diária 
do tronco devem ser obtidos em relação às variáveis climáticas (temperatura 
média diária do ar, déficit de pressão de vapor e evapotranspiração de 
referência da cultura) para uma determinada carga das culturas. Os resultados 
obtidos por Puerto et al. (2013) indicam que o índice advindo das medidas do 
máximo encolhimento do tronco é um parâmetro apropriado para manejo da 
irrigação durante o período vegetativo. A maior ou menor precisão do ajuste 
dos índices depende do estádio fenológico e da intensidade do estresse da 
planta. 
Publicações discutindo a utilização das variações de diâmetro do tronco 
como indicadores de estresse hídrico foram revisadas por Fernández e Cuevas 
(2010) e Ortunõ et al. (2010). Estas revisões apontaram que os registros de 
variações de diâmetro do tronco dependem não só da escassez de água, mas 
também dos padrões de crescimento sazonais, carga de frutos, idade e 
tamanho da planta, dentre outros fatores, que limitam a utilidade dos índices de 
variações de diâmetro do tronco como indicadores de estresse hídrico. 
Bonet et al. (2010) avaliaram a eficiência da utilização de dendrômetros em 
ameixa, como indicador para o manejo de irrigação, utilizando o conceito de 
intensidade de sinal. Os resultados demonstraram que nem sempre foi possível 
programar a irrigação de forma satisfatória com o uso desta técnica, 
possivelmente devido a mudanças temporais nas contrações dos troncos de 
referência empregados para calcular a intensidade do sinal. Os autores 
apontam como dificuldades no uso de dendrômetros, que com o melhor do 
conhecimento atual, ainda não se dispõem de um hardware e pacotes de 
software disponíveis que podem oferecer a possibilidadedos produtores rurais 
utilizarem e entenderem facilmente os dados gerados por esta técnica. Este 
fato é devido ao alto grau de complexidade dos dados gerados e sua difícil 
interpretação. 
 
 12 
5. CONDUTÂNCIA ESTOMÁTICA 
 
Quando a demanda evaporativa da atmosfera aumenta, os estômatos 
tendem a se fechar, reduzindo as taxas transpiratórias. Dessa forma, quando 
ocorre mudança nas condições ambientais em termos de saldo de radiação e 
das diferenças entre a pressão de vapor nas folhas e no ar, a planta responde 
aumentando a resistência estomática (Pereira et al., 2002). 
A condição hídrica das plantas está muito relacionada aos processos 
fisiológicos de importância para o vegetal (Oliveira et al., 2005). De acordo com 
Gholz et al. (1990), a disponibilidade de água afeta o crescimento das plantas, 
por controlar a abertura dos estômatos e, consequentemente, a produção de 
fitomassa. O decréscimo de água no solo diminui o potencial de água na folha 
e sua condutância estomática, promovendo o fechamento dos estômatos. Esse 
fechamento bloqueia o fluxo de CO2 para as folhas, afetando o acúmulo de 
fotoassimilados, o que pode reduzir a produtividade (Paiva et al., 2005). 
 A condutância estomática representa um fator importante para predizer o 
uso da água e a fotossíntese. Schaffer et al. (1994) sugerem que a 
transpiração e a assimilação líquida de CO2 podem ser usadas como 
parâmetros para o estudo das relações hídricas da mangueira, haja vista que a 
transpiração é um bom indicador da disponibilidade de água na planta. Souza 
et al. (2001), estudando a videira observaram diminuição de 50% na taxa de 
fotossíntese a partir do sétimo dia após a interrupção do fornecimento de água 
a cultura e redução da condutância estomática após o nono dia de interrupção 
da irrigação. 
A medição da condutância estomática é vantajosa porque é um método não 
destrutivo, pois as mesmas folhas de uma árvore específica podem ser 
medidas várias vezes. A condutância estomática é sensível à baixa umidade do 
solo. Além da umidade do solo, a condutância estomática depende da 
intensidade de luz, temperatura, déficit de pressão de vapor, da idade da folha 
medida e assim por diante (Jones, 1983). 
O uso de indicadores da condição hídrica das plantas, como a condutância 
foliar, pode ser importante no monitoramento da disponibilidade de água no 
solo e da necessidade de irrigação (Bianchi et al., 2007). Estes mesmos 
autores encontraram que a condutância foliar do milho tem relação direta com 
 13 
o nível de disponibilidade de água no solo, independentemente do sistema de 
manejo do solo. 
Garnier e Berger (1987) estudaram a condutância estomática e o potencial 
da água da folha e do caule em pessegueiros irrigados com 50 e 100% da 
evapotranspiração, a fim de determinar a influência dos níveis de água no solo 
sobre estes indicadores de estresse hídrico das plantas. Além disso, estes 
autores analisaram a relação entre condutância estomática e o déficit de 
pressão de vapor do ar. A condutância estomática diária e o potencial hídrico 
do caule se correlacionaram linearmente com a diminuição da umidade do solo. 
A análise estatística deste estudo demonstrou que o potencial de água na folha 
e o déficit de pressão de vapor do ar explicaram 49% da variância da 
condutância estomática. 
Oliveira et al. (2005) utilizaram a condutividade estomática como indicador 
de estresse hídrico em feijão. Foram testados quatro tratamentos de irrigação 
baseados na evapotranspiração máxima. Nas plantas com suprimento 
adequado de água, os maiores valores de condutância estomática ocorreram 
por volta do meio-dia solar. Os autores concluíram que em plantas de feijão 
sob estresse hídrico, ocorreu acentuada diminuição da condutância estomática 
e da transpiração, proporcionalmente ao aumento desse estresse, e quanto 
mais intenso o estresse hídrico, maior a variabilidade horária e ao longo do 
ciclo. Bunce (2006) cita que medições precisas da condutância estomática 
podem ser feitas com o uso de porômetros de estado estacionário e transiente 
e com sistemas de fotossíntese portátil. Estas metodologias se caracterizam 
por serem caras e trabalhosas. Porém, este autor desenvolveu uma 
metodologia mais simples e minimamente invasiva, sendo testada em 
condições de campo e alcançando resultados satisfatórios para as culturas do 
feijão, milho e soja. 
A evapotranspiração baseada nas medidas originárias da condutância 
estomática é importante para melhorar o uso eficiente e a avaliação dos 
recursos hídricos agrícolas (Zhang et al., 2011). Estes autores afirmam que as 
variáveis meteorológicas são prontamente fornecidas por instrumentação 
apropriada, mas é difícil obter a condutância estomática do dossel. Jarvis 
(1976) descreveu um tipo de modelo de condutância estomática que fornece 
uma abordagem prática para interpretar medições de campo em relação às 
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variáveis ambientais. A resposta da condutância estomática para cada variável 
ambiental é descrita por uma função não linear e é assumido que cada variável 
age independentemente. 
Yu et al. (1998) desenvolveram um modelo baseado em variáveis 
ambientais para estimar a condutância estomática do milho. Este modelo é 
uma combinação de fórmulas otimizadas para o potencial de condutância 
estomática durante o dia e para o grau relativo de abertura estomática durante 
o dia. Estes autores concluíram que comparado com outros modelos 
apresentados no passado, este modelo de combinação é conveniente no seu 
uso prático porque pode estimar não apenas os valores máximos e médios, 
mas também os valores instantâneos de condutância estomática durante o dia. 
Além disso, a descrição teórica deste modelo foi simplificada, introduzindo o 
conceito de estresse ambiental. 
Wang et al. (2013) objetivaram em seu estudo revelar o princípio de 
resposta entre a condutância estomática de Euonymus japonicus e fatores 
ambientais relacionados ao estresse hídrico. Os autores analisaram a diferença 
entre as temperaturas do ar e da folha com base no modelo de Jarvis, bem 
como pelo modelo melhorado de Jarvis entre a condutância estomática e 
fatores ambientais. Após a otimização dos parâmetros do modelo, segundo o 
método dos mínimos quadrados, os parâmetros foram verificados através do 
método de cruzamento. Um modelo de rede neural artificial, em seguida, foi 
introduzido em comparação com os dois primeiros. Os autores encontraram 
que os resultados obtidos com o modelo de Jarvis melhorado foram melhores 
do que os obtidos do modelo de redes neurais e artificiais e o de Jarvis. 
Concluiu-se, neste estudo, que sob a condição de estresse hídrico, o modelo 
Jarvis melhorado é mais apropriado para uso em simulação de condutância 
estomática de E. japonicus. 
 
6. POTENCIAL HÍDRICO 
 
Um correto monitoramento do conteúdo hídrico nas plantas é importante 
devido à possibilidade de uma rápida intervenção para suprir suas deficiências. 
Como um bom indicador do status de água na planta, pode ser citado o 
potencial de água na folha, sendo o seu monitoramento importante nas 
 15 
decisões sobre irrigação (Vieira Júnior et al., 2007). Medidas do potencial da 
água na folha têm-se apresentado como importante instrumento para 
quantificação de estresse hídrico em que as plantas são submetidas. O 
potencial de base, o qual corresponde ao potencial da água na folha medido 
antes do sol nascer, tem como vantagem, quando comparada com outros 
indicadores que descrevem o estado hídrico das plantas, a sua independência 
com relação às condições ambientais diurnas (Brunini e Cardoso, 1998). 
Segundo Carlson et al. (1979), o potencial de água na folha mostrauma 
acentuada variação diurna, mesmo na ausência de estresse hídrico, 
decrescendo rapidamente do nascer do sol ao meio da tarde. Quando o 
potencial de água no solo é baixo, a abertura dos estômatos não é mais 
dependente da radiação solar, e sim, do potencial de água na folha, o qual é 
dependente da umidade do solo. 
O potencial de água da folha descreve o estado energético dela, cujos 
gradientes explicam os fluxos da água no sistema solo-planta-atmosfera 
(Bergonci et al., 2000). Os mesmos autores citam que as medições do 
potencial da água na folha requerem alguns cuidados, a fim de que os dados 
obtidos reflitam o verdadeiro estado hídrico da planta. No caso do uso da 
câmara de Scholander, a pressurização deve ser lenta e deve-se evitar a perda 
de água após a coleta da folha. Além disso, o tempo entre a retirada da folha e 
a medição deve ser o menor possível. A determinação do ponto de equilíbrio, 
isto é, quando a seiva inicia a saída do xilema é, por vezes, difícil de ser feita, e 
depende do tipo de planta, o que pode induzir a erros (Bennett, 1990).O 
método utilizando-se a câmara de pressão de Scholander é simples e, 
portanto, muito popular, mas é altamente invasivo, demorado e inadequado 
para automação (Westhoff et al., 2009). 
A medição do potencial de água na folha utilizando-se a câmara de pressão 
tem sido utilizada para o manejo de irrigação (Grimes et al., 1987) e para o 
entendimento dos mecanismos envolvidos e os processos afetados no controle 
do déficit hídrico pela própria planta (Martins et al., 2010). O balanço ótimo 
entre crescimento vegetativo, produção e qualidade das plantas, pode ser 
monitorado mediante observação das condições hídricas na folha (Myburgh e 
Howell, 2006). Embora o método da medição do potencial de água na folha 
tenha sido extensivamente correlacionado como rendimento das culturas 
 16 
(Johnson et al., 1989), apresenta-se como uma metodologia trabalhosa que 
utiliza poucas medidas para caracterizar uma grande população de plantas. 
Pilar et al. (2007) objetivaram estudar a relação entre o estado hídrico da 
videira e seu desempenho agronômico, utilizando o potencial hídrico da folha 
como ferramenta para o estabelecimento de limites no manejo da irrigação. 
Estes autores não encontraram relação entre o estresse hídrico e a qualidade 
dos frutos. No entanto, o potencial hídrico na folha foi considerado um bom 
parâmetro para determinar tanto o status hídrico da videira, quanto seu 
desempenho agronômico. Silva et al. (2008) encontraram em seu estudo com 
café, que o potencial hídrico foliar mostrou-se um indicador fisiológico que 
guarda relação direta com sua produtividade podendo-se recomendar o seu 
emprego no manejo da irrigação. Martins et al. (2010) analisaram o potencial 
hídrico foliar como ferramenta para indicação de déficit hídrico em milho. Estes 
autores encontraram que o potencial hídrico foliar em plantas de milho, não 
apresentou variação para déficit hídrico de até 50 mm de evapotranspiração de 
referencia acumulada. 
Quanto à variação diária no potencial de água na folha, existem plantas 
classificadas como anisohídricas, que têm ampla variação diária segundo as 
mudanças da condutância estomática e plantas com menor amplitude diária no 
potencial de água na folha, independente da condutância estomática, 
classificadas como isohídricas (Vieira Junior et al., 2007). O fato de que o 
status de água da planta, especialmente na folha, é geralmente controlado por 
meio do fechamento estomático ou por outros mecanismos de regulação, é um 
fator negativo para o uso da técnica da medição do potencial hídrico como 
indicador, especialmente em espécies isohídricas (Jones, 2004). Outro 
problema é que mesmo que não houvesse muitas vezes a homeostase do 
potencial hídrico entre os diferentes regimes de umidade do solo, as flutuações 
temporais rápidas são freqüentemente observadas como uma função das 
condições ambientais (tais como passando nuvens) (Jones, 1990). O mesmo 
autor cita que este fator faz com que a interpretação do potencial hídrico da 
folha como um indicador da necessidade de irrigação seja duplamente 
insatisfatório. 
O potencial da água nos galhos ou hastes tem se mostrado mais sensível 
ao déficit hídrico do que o potencial de água na folha, e é conhecido como um 
 17 
indicador de estresse hídrico preciso em algumas espécies de árvores 
frutíferas por causa de sua alta sensibilidade ao regime de irrigação (Naor, 
2000). Esta metodologia mede a energia potencial da água com a qual é retida 
no xilema. 
A medição do potencial hídrico em galhos também apresenta alguns 
inconvenientes. Além da baixa disponibilidade de água, outros fatores podem 
afetar as medidas, tais como fatores ambientais ou endógenos (Jones, 1985). 
O potencial hídrico do caule ou galhos também demonstra variabilidade 
temporal ao longo do dia e ao longo da estação de cultivo, independentemente 
da condição hídrica da planta. 
 
7. PRESSÃO DE TURGESCÊNCIA FOLIAR (ZIM-PROBE) 
 
Variações de potencial de água na folha antes do amanhecer e ao meio-dia 
podem ser obtidas através de uma sonda desenvolvida recentemente, a qual 
fornece informações sobre as mudanças relativas na pressão de turgor das 
folhas (Zimmermann et al. 2008), conhecida comercialmente como ZIM-probe. 
Os mesmos autores citam que a sonda utilizada uma metodologia não invasiva 
e capaz de operar automaticamente e continuamente em condições de campo. 
A sonda de pressão mede as respostas da variação da pressão exercida 
sobre uma parte da folha constantemente monitorada, como no esquema 
apresentado em Zimmermann et al. (2013), na Figura 3. 
 
Figura 3. Diagrama esquemático dos princípios das medidas magnéticas da 
ZIM-probe. 
 
 18 
A sonda mede a pressão atenuada em resposta a aplicação constante de 
pressão pelos grampos imantados sobre o pedaço de folha monitorado. A 
atenuação da pressão aplicada depende da função de transferência da folha. A 
magnitude da função de transferência depende de dois termos, um termo 
independente da pressão de turgescência (relacionada com a compressão da 
cutícula, paredes celulares, e outros elementos estruturais) e outro com a 
pressão de turgor dependente do período (Zimmermann et al. 2008). Neste 
mesmo trabalho, os autores citam que a teoria demonstra que a pressão de 
turgescência dependente em parte da função de transferência e é uma função 
do poder de pressão de turgor celular. Assim, prevê que a função de 
transferência assume valores próximos de zero se a pressão de turgor celular 
for alta e, vice-versa. 
Rodriguez-Dominguez et al. (2012) citam que uma vez que a pressão de 
turgescência está relacionada com o potencial hídrico da folha e com a pressão 
do xilema, respectivamente, uma das mais importantes forças motrizes para o 
fluxo de seiva pode ser monitorado por mais tempo. Assim, multiplicando-se os 
valores armazenados obtidos pela sonda e pelo fluxo de seiva, permiti o estudo 
do transporte de água ao longo de um intervalo de tempo medindo a partir de 
uma única folha o status hídrico de toda a árvore. 
Segundo Meinzer et al. (2001), em sua revisão sobre o transporte de água 
em árvores, analisando novas perspectivas, novas idéias e algumas 
controvérsias, os dados obtidos pela nova sonda demonstraram que as 
alterações no regime de irrigação e no microclima podem ser detectadas pela 
metodologia, apresentando grande sensibilidade as variações. Os mesmos 
autores afirmaram que a utilização de várias sondas permitiu o estudo do 
transporte de água diurno em múltiplas escalas de folhas individuais e de todo 
o organismo vegetal. 
 Uma grande vantagem do sistema para o monitoramentodo status 
hídrico foliar é o envio dos sinais da sonda através de uma rede móvel para um 
servidor na internet, onde os dados são armazenados e visualizados na forma 
de gráficos ou tabelas, em tempo real. Zimmermann et al. (2013) em sua 
revisão citam que a nova sonda tornou-se uma ferramenta importante na 
fisiologia vegetal, biologia molecular e ecologia, sendo também muito 
importante para a evolução do manejo de irrigação. Este fato se deve, porque 
 19 
representa um método robusto, de fácil uso, no qual os produtores podem 
receber as informações sobre as necessidades hídricas de suas plantas por 
telemetria sem fio, rede móvel e internet, e assim podem ajustar de forma muito 
precisa tanto o momento da irrigação, quanto a quantidade de água a aplicar. 
Estes autores ainda mencionam que as aplicações da sonda magnética são 
inúmeras e pode-se esperar uma evolução altamente interessante em relação 
ao manejo de água nas plantas em um futuro próximo. Westhoff et al. (2009) 
afirmam que o potencial do uso da sonda para a medição da variação de turgor 
nas folhas, por longos períodos, é demonstrada por meio de medições em 
diversas culturas, sob diferentes condições de clima e irrigação. Estes autores 
concluíram em seu trabalho que a ZIM-probe pode ser utilizada para o aviso 
precoce do início do stress hídricoe que a sonda abre caminho para uma forma 
mais apropriada de obtenção da demanda hídrica das culturas, tanto em 
campo, quanto em estufa. 
A sonda é constituída por um sensor de pressão miniaturizado, integrado a 
um suporte magnetizado, que é posicionado num pedaço de folha intacto na 
planta (Zimmermann et al., 2009). Os imãs aplicam uma pressão constante 
para fixação na folha, de modo que os sensores de pressão são capazes de 
detectar as mudanças relativas de turgescência (Bramley et al., 2013). O 
funcionamento de uma sonda presa a folha de videira, está apresentado 
esquematicamente na Figura 2, retirada de Westhoff et al.(2009). 
 
 
 
 20 
 
Figura 2. Diagrama esquemático do principio de funcionamento na folha da 
sonda de medição de pressão de turgescência foliar (a) e de uma sonda fixada 
na videira. (1) pedaço da folha; (2) suporte contendo o chip sensor, (3) chip 
sensor, (4) membrana de silicone e (5) apoio do suporte. 
 
Zimmermann et al. (2009) demonstraram que a sonda de medição de 
pressão de turgor foliar pode acompanhar as variações diurnas, bem como 
oscilações da pressão de turgescência em folhas grandes, como as de 
bananeira. As curvas encontradas neste estudo demonstram a perda de 
pressão de turgescência em torno do meio-dia, à ocorrência de oscilações na 
pressão de turgor e tempo necessário para a recuperação da pressão de 
turgescência no período da tarde. Estes indicadores, segundo os autores, são 
úteis para a análise do status hídrico das plantas. 
Ehrenberger et al. (2012) estudaram as relações hídricas em árvores de 
carvalho, analisando sua dependência com o microclima e a umidade do solo. 
Estes autores, dentre outros equipamentos utilizaram dendrômetros e o sensor 
para medir as variações de pressão de turgescência foliar. Este estudo 
demonstrou que os dendrômetros automatizados e a sonda de pressão de 
turgor, desenvolvida recentemente, são equipamentos de fácil utilização,sendo 
ferramentas que operam de forma contínua para o estudo das relações hídricas 
 21 
das árvores, com grande precisão e alta resolução temporal. As medições 
utilizando os equipamentos foram capazes de revelar não apenas a 
dependência do teor de água da haste e o turgor das folhas a curto e em longo 
prazo em relação as flutuações das variáveis microclimáticas e umidade do 
solo, mas também forneceu informações sobre o movimento da água do caule 
e das folhas. 
Fernández et al. (2011b) utilizaram a sonda de pressão de turgor das 
folhas (ZIM-probe) como indicador de estresse hídrico em oliveiras. Estes 
autores concluíram que a sonda e o sistema de transferência de dados são 
uma tecnologia precisa e robusta, que é capaz de monitorar as condições 
hídricas das plantas continuamente, em condições de campo, ao longo dos 
distintos manejos de irrigação. Estas informações em tempo real são benéficas 
ao manejo de irrigação em pomares comerciais, onde é necessário o controle 
eficiente do estresse hídrico, para aplicação de déficits de água controlados. 
Lee et al. (2012) acompanharam as mudanças relativas da pressão de 
turgor celular das folhas de plantas de tomate bem irrigadas, utilizando a sonda 
ZIM, sob condições climáticas dinâmicas, em estufa, analisando três alturas do 
dossel. Padrões diurnos foram observados em relação a pressão de turgor 
celular das folhas nos diferentes estratos, sendo observado um claro efeito de 
altura do dossel. Folhas não expostas mostraram alterações relativas no turgor 
celular que se seguiram de perto a absorção de água da planta durante o dia. 
Rodriguez-Dominguez et al. (2012) avaliaram medidas concomitantes do 
fluxo de seiva e de pressão de turgescência da folha utilizando a ZIM-probe, 
em plantas de oliveira, analisando diversos manejos de irrigação com déficit 
hídrico controlado. As curvas oriundas da variação da pressão de turgor 
conseguiram marcar claramente os limites para execução da irrigação. Bramley 
et al. (2013) utilizaram a ZIM-probe para monitorar o status hídrico do trigo. 
Estes autores observaram que os ciclos de secagem e umedecimento foram 
identificados pela metodologia. 
 Os registros de potencial de turgescência nas folhas, utilizando as 
sondas ZIM, de desenvolvimento recente, têm-se demonstrado úteis para o 
acompanhamento do estresse hídrico na oliveira, segundo Fernández et al., 
(2011b) e em outras culturas como demonstrado pela revisão acima. No 
entanto, tal metodologia apresenta limitações a partir de certos valores de 
 22 
estresse hídrico que devem ser analisados pela pesquisa para o melhor 
aproveitamento da técnica. 
 
8. CONCLUSÕES 
 
Para que haja o monitoramento da quantidade e do momento certo da 
irrigação, existem diversas metodologias atualmente, visando a maior eficiência 
do uso da água. Dentre estas metodologias, as que se apresentam mais 
promissoras, são aquelas baseadas na análise do “status” hídrico das próprias 
plantas. Neste sentido esta revisão se propôs analisar tais metodologias de 
maneira a demonstrar seus princípios, vantagens e desafios para um melhor 
aproveitamento das técnicas. 
Existem metodologias consagradas, como as medidas do potencial hídrico 
e a da condutância estomática, mas que são de difícil execução em campo, por 
serem extremamente trabalhosas e não poderem ser automatizadas. 
As metodologias utilizando-se medidas do fluxo de seiva e da dendrometria 
têm ganhado espaço atualmente, principalmente pela possibilidade de 
automatização do sistema. Mais recentemente, a medição da pressão de turgor 
das folhas, utilizando-se a sonda comercialmente chamada de ZIM, também 
tem se mostrando interessante para um monitoramento do estado hídrico da 
cultura em tempo real. 
No entanto, estas metodologias ainda tem desafios tecnológicos para 
vencerem e poderem ser apresentadas de maneira satisfatória ao usuário final, 
que fará de fato, o manejo de irrigação. As pesquisas vindouras devem 
trabalhar estas ferramentas para elaboração de índices técnicos que permitam 
a sua simplificação, tanto do ponto de vista instrumental, quanto para a 
interpretação dos resultados. 
Existem diversas questões em aberto, tais como: quais os critérios 
adequados para eleger uma planta de referência? Quantas plantas monitorar 
por área? Quais índices seriam adequados para a cultura de interesse? Quais 
os principaisfatores responsáveis pelas variações das medidas? e ainda quais 
são os limites de estresse hídrico em que os valores gerados são confiáveis? 
Todas estas questões merecem ser observadas e respondidas com critério 
pela pesquisa, para que tais ferramentas promissoras possam ser utilizadas, 
 23 
não apenas em experimentações, mas também, em campo, para o 
monitoramento adequado das lavouras reais. 
 
9. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
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