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Aplicação de integral para determinação de área folhar do milho (Zea mays) ¹Orivelton D. C. de Meira , ²Luís Rodrigo Vieira, ³André Leandro da Silva Castilho³, 𝑖4Nicole Demattê Departamento de Engenharia Agronômica – Lagoa do Sino – Universidade Federal de São Carlos e-mail:– ¹orivelton.meira@fatec.sp.gov.br,² rodrigoluiseu@hotmail.com , 𝑖3andrecastilho775@gmail.com, 𝑖4demattenicole@gmail.com Resumo. A análise do desenvolvimento de uma planta de tem papel singular na área de agronomia ,nesse sentido esse trabalho , visou a mensuração da are foliar do milho, uma planta de grande importância econômica, a análise da área folha é um dos principais fatores de analise quando se fala em estado de desenvolvimento e produtividade. Utilizando software para modelar funções e relações matemáticas principalmente a integral afins de determinar a área curva da função , para o cálculo da área folha, os resultados foram favoráveis em exatidão. Palavras chave: Área folhar, Milho, Integral. Introdução A relevância para o estudo dá área foliar de uma planta se justifica devido a uma relação entre os teores de caráter fotossintético e a transpiração das plantas, o que gera um produto aonde é possível a análise de verificação das interações entre a planta, como energia luminosa e as trocas gasosas com o meio, sendo assim, um dos melhores indicativos no seu desenvolvimento e em certo grau, ainda utilizada como comparativo de produtividade (MONTEIRO, 2005). As folhas das plantas possuem três funções fundamentais para manutenção da vida do vegetal, no primeiro e mais importante tem-se como o local onde se decorre majoritariamente a fotossíntese, um processo ao qual o vegetal tem a capacidade de sintetizar seu próprio alimento, através de uma fonte de energia luminosa e moléculas de água e gás carbônico, resultando na produção de glicídios e gás oxigênio. A segunda função se dá pela respiração, assim como os demais seres vivos desse planeta este organismo necessita de respiração celular, isso se torna possível através das presenças de estômatos, órgãos presentes nas folhas formados por duas células que provêm as trocas gasosas além da regulagem osmótica, como resultado do processo é por essas vias que ocorrem a maior parte de perda de água para o meio. A última função, mas não menos importante, é a transpiração onde as folhas perdem água no formato de vapor, uma ação crucial para regulagem de temperatura do vegetal, pois quando ocorre temperatura elevada, a perda de água pela superfície da folha permite com que haja uma retirada de calor do local, promovendo assim uma refrigeração da área superficial (BARNI, 2004). As folhas das plantas são estruturas que podem variar em formas, dimensões e colorações, a maioria desses organismos apresentam uma coloração esverdeada devido a presença de um pigmento antena chamado clorofila, uma substância primordial para a realização da fotossíntese, uma conjuntura intrínseca de seres autótrofos. As folhas podem ser classificadas três partes principais: - Bainha, uma estrutura responsável por ligar a folha ao caule, porém existem espécies de plantas que não apresentam essa estrutura. - Limbo, considerada a repartição mais importante da folha pode ser também chamada de lâmina é descrita como a parte achatada e larga da Folha é graças a essa que a planta possui uma maior área de captação de energia luminosa, dióxido de carbono (CO), possui grande evidências quando falamos em plantas vasculares. - Pecíolo, está presente na maioria das folhas salvo em algumas exceções é a parte fundamental em que t a extensão da bainha ao caule (VIEIRA JUNIOR, 1988). Quando se fala em plantas de interesse agronômico relacionado a esses órgãos das plantas pode-se fornecer em informações para um melhor entendimento e determinação de estratégias de cultivo e manejo. Nesse sentido conhecer melhor sobre o comportamento de certas culturas é de fundamental importância, ainda mais quando se busca uma otimização na produção e dados estatísticos de comportamento (LOPES, 2004). Para uma planta de interesse agronômico, como o caso do milho, a aplicação de tais conhecimentos é de fundamental importância para que ocorra um aprimoramento de técnicas de produção e adaptabilidade do cereal. Para se ter ideia a produção mundial do milho ocupa o segundo lugar, superado somente pelo trigo e muito próximo do arroz. Este possui algumas características específicas que lhe confere tal importância, como exemplo: ser de alto valor nutricional, em comparação a área cultivada possui uma alta taxa de produção, possui grande resistência a fatores ambientais, tem-se a possibilidade de um longo período para se fazer a colheita, além de uma fácil capacidade de armazenagem. Nesse sentido, esse cereal possui uma ocupação singular quando se trada da alimentação humana no mundo como um todo, seja diretamente ou indiretamente como fonte alimentícia para a produção de proteína animal, além claro de ser usado para a produção de combustível. O Brasil é considerado atualmente como terceiro maior produtor de milho, produzindo no ano de 2017 cerca de 92,2 milhões de toneladas, estando atrás somente dos Estados Unidos que está em primeiro lugar com 365.5 milhões de toneladas e a China em segundo lugar com 184.5 milhões de toneladas (CONAB, 2018). Analisar a área foliar para estudos de morfologia e anatomia vegetal, resulta em geração de dados que podem ser interpretados entre a interação da planta com fatores intrínsecos do ambiente até resultados de manejo e desenvolvimento fisiológico, estado de desenvolvimento e crescimento e por fim uma produtividade. Com base nos dados coletados pode-se determinar fatores limitantes e gargalos de uma produção, tais como a luminosidade e ataque de herbívoros. A luminosidade considerada uma das maiores interventoras quando se fala de área foliar, sendo um dos agentes configurastes no desenvolvimento da área foliar de uma planta (LOPES, 2004). A determinação da área foliar de uma planta pode ocorrer de diversas maneiras tanto aquelas onde se faz necessário a retirada da folha da planta como aquelas de meios indiretos onde se faz uma dedução dos valores, geralmente baseando-se em dimensões lineares das folhas (FANCELLI, 1988). Nesse sentido foi conjugada a determinação da área foliar de um milho em estágio de desenvolvimento utilizando uma função que descrevesse o contorno da folha do milho e a integrando para determinar sua área a qual corresponderá com a área foliar da planta, no Pivô 2 do Campos Lagoa do sino da UFSCar em Buri estado São Paulo, através de métodos dedutivos para confrontá-los com métodos já consolidados na literatura. Materiais e Métodos - Perneira - Canivete - Régua - Papel almaço - Fita adesiva - Computador - Software Excel - Lápis - Planta de milho. Métodos Com o objetivo de coletar uma planta de milho, dirigiu-se ao campo depôs de ter trajado uma perneira (EPI) contra animais peçonhentos, lá se decorreu uma breve apresentação dos terceiros anos de Engenharia Agronômica e suas respectivas linhas de pesquisa. Em seguida se fez a coleta de plantas de milho de uma área predeterminada, cortando a base da planta com o auxílio de um canivete. Posteriormente voltou-se a área construída no campuscom o intuito de calcular a área foliar do vegetal coletado utilizando cálculos integrais para descrever a área da folha do milho. Porém, antes disso se fez necessário a criação de uma função que descrevesse o contorno da folha. Para a descrição de uma formula que representasse o contorno da folha teve-se que cortar a planta ao meio, direto nas nervuras, buscando manter uma equidistância nas duas partes. Após isso estendeu-se vários papéis de almaço colados entre si por uma faixa de fita adesiva, afim de que a folha de papel obtivesse um espaço suficiente para se projetar a primeira das metades da folha de milho em cima, de forma paralela com as linhas inscritas no papel. Em seguida foi marcado pontos com intervalo de 1cm, com o auxílio de uma régua, afim de demarcar a oscilação da altura da folha. Concluída as demarcações deu-se início a mensuração das larguras das metades, tendo como ponto 0 o ponto inicial e a ponta da folha como final. Esse procedimento foi repetido durante toda a extensão horizontal da folha em intervalos de 1 cm. Os valores adquiridos na forma longitudinal (comprimento) foram marcados como eixo x e os valores transversais (altura) como eixo y. Os dados coletados foram anotados e armazenados, dessa forma também ocorreu com a segunda metade da medição da folha folha. Posteriormente os dados foram descarregados no software Excel onde foi possível transformá-los em 2 gráficos, 1 para cada metade. A ferramenta ainda fornece a equação que gere o gráfico com isso, aplicando uma integral nessas funções, encontrando o valor de área de cada gráfico e em seguida somando os dois valores dando como resultado a área foliar total da folha. Resultados e Discussão Logo após a coleta da planta no campo e a divisão da folha ao meio em M1(metade 1) e M2 (metade2), esta foi desposta sobre uma camada de papel, de forma a ficar completamente estendidas e após mediu-se a intervalo de 1 cm a sua a sua largura, as medidas feitas em M1 e M2 está disposta na tabela a seguir: Como mostrado na tabela temos os valores de x e y obtido através da medição com a régua da estrutura da folha, dos quais x é o valor de cada intervalo e o y corresponde ao valor da largura da metade folha naquele local. Com esses dados pode com o auxílio de um computador realizar uma análise gráfica para a modelagem de uma função, usufruindo do software Excel- Microsoft versão 2017. Os dados foram organizados em planilhas para que fosse possível configurar um gráfico de função. Os dois gráficos obtidos estão descritos na sequência: Tabela 1- Medição da largura (cm) da M1 em 93 pontos X Y X Y X Y X Y X Y X Y X Y X Y X Y X Y 1 1,8 11 1,8 21 2,06 31 2,4 41 2,8 51 2,7 61 2,5 71 2,3 81 1,3 91 0,1 2 1,8 12 1,8 22 2,1 32 2,45 42 2,9 52 2,6 62 2,5 72 2,2 82 1,2 92 0,05 3 1,8 13 1,8 23 2,1 33 2,5 43 2,9 53 2,6 63 2,5 73 2,1 83 1,1 93 0 4 1,8 14 1,75 24 2,2 34 2,67 44 2,9 54 2,7 64 2,5 74 2,1 84 0,9 5 1,8 15 1,85 25 2,3 35 2,6 45 3.1 55 2,7 65 2,5 75 1,9 85 0,8 6 1,8 16 1,95 26 2,3 36 2,6 46 2,8 56 2,6 66 2,4 76 1,8 86 0,7 7 1,78 17 1,95 27 2,4 37 2,6 47 2,7 57 2,7 67 2,4 77 1,8 87 0,4 8 1,75 18 2 28 2,4 38 2,7 48 2,6 58 2,62 68 2,4 78 1,7 88 0,3 9 1,8 19 2 29 2,4 39 2,7 49 2,6 59 2,6 69 2,3 79 1,55 89 0,2 10 1,8 20 1,9 30 2,4 40 2,7 50 2,7 60 2,56 70 2,3 80 1,4 90 0,1 Tabela 2- Medição da largura (cm) da M2 em 96 pontos x y x y x y x y x y x y x y x y x y x y 1 1,98 11 2 21 2,01 31 2,2 41 2,5 51 2,3 61 2,2 71 2,2 81 2,2 91 1 2 1,98 12 2 22 1,9 32 2,45 42 2,5 52 2,4 62 2,2 72 2,2 82 2,2 92 0,98 3 1,99 13 2,05 23 2,02 33 2,45 43 2,55 53 2,5 63 2,15 73 2,2 83 2,1 93 0,5 4 2 14 2,1 24 2 34 2,5 44 2,5 54 2,4 64 2,15 74 2,2 84 2 94 0,75 5 1,99 15 2,05 25 1,9 35 2,5 45 2,4 55 2,4 65 2,1 75 2,3 85 1,9 95 0,65 6 1,97 16 1,99 26 1,8 36 2,3 46 2,6 56 2,4 66 2,2 76 2,3 86 1,9 96 0,5 7 1,8 17 1,99 27 2 37 2,5 47 2,4 57 2,4 67 2,2 77 2,3 87 1,6 8 1,97 18 2 28 2,02 38 2,6 48 2,5 58 2,4 68 2,2 78 2,4 88 1,5 9 1,8 19 2,01 29 2 39 2,6 49 2,6 59 2,2 69 2,3 79 2,3 89 1,3 10 1,99 20 2 30 2,1 40 2,5 50 2,5 60 2,2 70 2,1 80 2,3 90 1,1 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 1 4 7 10 13 16 19 22 25 28 31 34 37 40 43 46 49 52 55 58 61 64 67 70 73 76 79 82 85 88 91 94 L ar g u ra d a m et ad e d a fo lh a (c m ) Pontos de medição Grafico 1: medidas da M1 Fonte: Elaborado pelo próprio autor Fonte: Elaborado pelo próprio autor Fonte: Elaborado pelo próprio autor Ao se comparar os dois gráficos é possível notar uma grande assimetria entre eles, isso se se deve a pouca precisão no momento de fragmentar a folha em duas partes, de modo que inevitavelmente uma das partes possuir mais área foliar que a outra. Esse fato ainda está ligado a distribuição da extensão da folha, pois no caso da primeira metade da folha foi-se encontrado 94cm de folha, já na segunda metade se encontrou 96cm. A segunda parte se deu através da determinação da função do gráfico, isso é possível porque o software Excel permite uma opção que mostra a equação geral do gráfico, as duas equações encontradas com esses gráficos são: Gráfico 1: F(x1) = 1E-05x3 + 0,001x2 + 0,0053x + 1,7033 Gráfico 2: F(x2) = -2E-10x6 + 5E-08x5 - 4E-06x4 + 0,0001x3 - 0,0008x2 - 0,0141x + 2,0415 Com isso tem-se que a as duas equações que agora podem ser integrada, e sabendo que uma integral e aérea sobre função, realizando a integral de tais funções obter- se área do gráficos e a área do gráfico nesse caso e a semi- área da folha área. Uma integral: M =∫ 𝑓(𝑥)𝑑𝑥 𝑏 𝑎 Onde M é a integral do f(x), no intervalo entra a e b, que são os limites inferior e superior, ∫ 𝑎o símbolo da integral, e dx mostrando que integração é em relação a x. Substituído na formula a primeira equação obtida, f(x), temos que: M1 = ∫ 𝑓(𝑥)𝑑𝑥 𝑏 𝑎 → M1 = ∫ (−1𝐸 − 05𝑥³ + 0,001𝑥² +97 0 0,0053𝑥 + 1,7033) Aplicando a integração: M1= −1𝐸−05𝑥 4 4 + (0,001𝑥3) 3 + (0,0053𝑥2) 2 +1,7033x, → aplicado em a= 0 e B=93, temos; M1=−0,00001∗93 4 4 + (0,001∗933) 3 + (0,0053∗932) 2 + 1,7033*93 → M1= -187,013+268,1+22,92+158,406 → M1= 262.41 cm² 0 1 2 3 1 4 7 10 13 16 19 22 25 28 31 34 37 40 43 46 49 52 55 58 61 64 67 70 73 76 79 82 85 88 91 94 97 L ar g u ra d a m et ad e d a fo lh a (c m ) Pontos de medição Gráfico 2: medidas da M2 Fonte: Elaborado pelo próprio autor Nisso tem-se a área da primeira metade da folha, S1, é 262.41 cm². Para o cálculo da segunda metade da folha o procedimento se decorre de maneira semelhante. M2 = ∫ 𝑓(𝑥)𝑑𝑥 𝑏 𝑎 → S2=∫ =96 0 (−1𝐸 − 05𝑥³ + 0,001𝑥² − 0,0146𝑥 + 2,0122)𝑑𝑥, aplicando a integração: M2= −1𝐸−05𝑥 4 4 + (0,001𝑥3) 3 + (0,0146𝑥2) 2 +2,0122x → aplicado em a= 0 e B= 96, temos; M2= −0,00001∗96 4 4 + (0,001∗963) 3 − (0,0146∗962) 2 +2,0122*96 → M2=-216,336+294,912- 67,276+193,171 → M2= 204,47 cm² Dessa forma tem-se que a segunda metade da folha apresenta proximamente uma área de 204,47 cm², juntando a área da duas metades, apresenta ao todo uma área folhar de cerca de 466,880 cm².Com esse resultado ainda faz se necessário uma um confrontocom a literatura, para verificar a fundamentação dos resultados. A estimativa da área foliar de uma folha de milho apresenta uma relação linear em relação ao produto da multiplicação da largura com a largura máxima presente na folha. Segundos trabalhos de FANCELLI (1988), A. L; GUISCEM, J.M (2000) e colaboradores, PERECIN, BIANCO e PITELL (1983), pode-se afirmar que a área folhar de uma folha de milho corresponde aproximadamente á 3 4 da multiplicação entre a largura máxima da folha e o seu comprimento, a descrição matemática está disposta a seguir (GUIMARÃES; SANS; MORAES , 2002). Área foliar = 0,7458*Largura máxima da folha*Comprimento da folha Dispondo os dados deste trabalho na formula anterior temos que: Área foliar = 0,7458*6.2cm * 96 cm Área foliar = 443,9 cm² Nesse sentido ao se compara o resultado, pode-se notar que houve uma diferença de 5% em relação aos dois resultados deste trabalho e da literatura, demostrado ser plausível o método. Conclusão Ao se usar uma integral para determinar a área foliar em uma planta de milho, o método se mostrou eficiente mas não eficaz, uma vez que demanda uma atividade laboral considerada, tanto para o recorte da folha, como as medidas em pequenos intervalos afim de encontrar valores de sua largura, para a obtenção de dados que permitam modelar uma função, que posteriormente será integrada. Para determinação da área folhar da planta como um todo, este processo se mostrou desdenhoso, devido a grande demanda para o exercícios da atividades em todas as folhas das planta. Referências CONAB. Companhia Nacional de Abastecimento. Ministério da Agricultura Pecuária e Abastecimento. SÉRIE HISTÓRICA DAS SAFRAS. 2018. Disponível em: <https://www.conab.gov.br+/index.php/inf o-agro/safras/serie-historica-das- safras/item/7669-milho-total-1-e-2-safras>. Acesso em: 04 maio 2018. FANCELLI, A. L. Influência do desfolhamento no desempenho de plantas e sementes de milho (Zea mays L.). 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