menu
Buscar por:
Panal
Abeja Abeja Abeja Abeja
MODIFICAÇÃO AMBIENTAL EM CASAS DE SOMBRA FOTOSSELETIVAS.

MODIFICAÇÃO AMBIENTAL EM CASAS DE SOMBRA FOTOSSELETIVAS.

Malhas/Redes para sombreamento fotosseletivo para a construção de casas de sombra

As malhas/redes de sombreamento para casas de sombra fotosseletivas são amplamente utilizadas na floricultura para proteger os cultivos da radiação excessiva, do vento, do granizo e dos pássaros/aves. Embora as redes pretas sejam as mais utilizadas, os agricultores estão experimentando o uso de malhas/redes coloridas, cinzentas e brancas com um certo grau de dispersão, para obter efeitos no vigor vegetativo, na redução do tamanho dos frutos, na ramificação, na variedade de tons de folhagem e no tempo de floração. Monitorizamos os dados ambientais no interior de estruturas com malhas/redes de sombreamento (10 × 10 × 3 m de altura), completamente cobertas com malha/rede vermelha, azul areia e preta (todas com um fator de sombra nominal de 50%) no centro da Flórida durante 12 meses. A radiação fotossinteticamente ativa real (PAR, μmol·m−2·s−1) foi reduzida especialmente no caso das malhas/redes pretas (de 55% a 60% de fator de sombra dependendo da estação) e menos sob malhas/redes vermelhas (de 41% a 51%), com a azul e a areia entre médias. A análise do espectro mostrou que as malhas/redes azuis tiveram um pico característico do azul (de 450 a 495 nm) e do vermelho-remoto, acima de 750 nm. As malhas/redes vermelhas apresentaram um pico mais baixo ≈400 nm e maior transmissão, acima de 590 nm. As malhas/redes areia transmitiram mais luz, acima de 400 nm, em comparação com as pretas, mas não alteraram a composição espectral no intervalo visível. Nenhuma malha/rede apresentou rácios de vermelho/vermelho-remoto (R/FR) (600 a 700/700 a 800 nm) significativamente mais alto que o ambiente (próximo a 1), enquanto as malhas/redes azuis tiveram um rácio consistentemente menor R/FR ≈0.8. Tanto os ultravioleta B como os ultravioleta A (280 a 400 nm) foram reduzidos principalmente por malhas/redes de cor areia e menos por malhas/redes vermelhas. Também observámos resistência a altas temperaturas e ao vento (mas não à umidade relativa) sob malhas/redes coloridas, a de cor areia comparada com a preta, provavelmente como resultado da diferente porosidade. Nosso estudo documenta as modificações ambientais no interior de estruturas cobertas com malha/rede preta, colorida e redes translúcidas foto-neutrais, modificações que ajudam a prever ou interpretar as respostas específicas das plantas.

casas de sombra
A malha/rede de sombra OBAMALLA® utilizada em uma casa de sombra com propriedades fotosseletivas.

Uma tendência emergente no âmbito da produção de plantas ornamentais é o uso de malhas/redes fotosseletivas (coloridas) e malhas/redes de sombreamento dispersivas neutras. As redes de sombreamento modernas são fabricadas com tecido de polipropileno com diferentes aberturas para atingir níveis de sombra específicos. As malhas/redes pretas tradicionais são completamente opacas e a qualidade do espectro da radiação é modificada pela malha/rede; pelo qual o fator sombra é quase diretamente proporcional à porosidade da malha/rede (Castellano et al., 2008a). As malhas/redes de sombra dispersivas são menos opacas e difundem a radiação, criando uma luz mais difusa que pode penetrar nas copas vegetais (Oren-Shamir et al., 2001). As malhas/redes coloridas contêm aditivos que filtram a radiação solar para promover longitudes de ondas específicas (Castellano et al., 2008b; Stamps, 2009).

casas de sombra fotosseletivas também difundem a intensidade da luz.
Casa de sombra fotosseletiva também difundem a intensidade da luz.

A manipulação do espectro de luz difusa pode modificar certas características desejadas no desenvolvimento da planta. Por exemplo, comparadas à malha/rede preta, as plantas Aspidistra têm sido mais compactas sob malhas/redes vermelhas e azuis, as plantas Imbé (Philodendron) desenvolveram um número maior de folhas sob a malha/rede vermelha e menor sob a malha/rede azul, e as taxas de crescimento da Pitósporo (Pittosporum tobia) (altura da planta e comprimento do entrenó) têm sido mais altas sob malhas/redes vermelhas e cinzentas (Stamps e Chandler, 2008). Oren-Shamir et al. (2001) relatou uma extensão variada de ramos da Pitósporo sob as malhas/redes vermelhas e redução sob as azuis. Estudos no Brasil mostraram que os cultivos de Orquídeas Phalaenopsis desenvolvem folhas maiores sob as malhas/redes azuis em comparação com as pretas e vermelhas, mas revelaram um florescimento mais precoce sob as vermelhas (Leite et al., 2008). Outros estudos indicam alguns aspectos benéficos das malhas/redes coloridas para a produção de fruta (Basile et al., 2008; Retamales et al., 2008; Shahak et al., 2008; Takeda et al., 2010) e vegetais (Ilic et al., 2012; Kong et al., 2012; Shahak, 2008) sob as malhas/redes vermelhas, azuis, verdes e amarelas. Um relatório recente de Israel sugere benefícios adicionais das malhas/redes fotosseletivas em relação aos efeitos supressores de pragas e doenças (Ben-Yakir et al., 2012; Elad et al., 2007).

Embora as malhas/redes de sombra fotosseletivas prometam a produção de plantas positivamente, a variabilidade dos resultados entre diferentes cultivos sugere que os aspectos fisiológicos envolvidos nessas respostas não foram totalmente compreendidos. A variabilidade dos resultados também pode refletir as diferentes propriedades ópticas das malhas/redes de sombra produzidas por diferentes fabricantes. Um problema posterior é que poucos estudos incluem as condições ambientais presentes nas estruturas com malha/rede de sombreamento. A variação sazonal e as condições ambientais no interior provavelmente têm um impacto nos cultivos da floricultura e horticultura. Além da luz, as malhas/redes de sombreamento podem modificar as variáveis ambientais dentro da cobertura, como temperatura, velocidade do vento e umidade relativa.

Em contraste, mais estudos estão disponíveis sobre as propriedades radiométricas de telas térmicas de metal e telas anti-insetos (Cohen e Fuchs, 1999; Klose e Tantau, 2004; Nijskens et al., 1985; Papadakis et al., 2000; Soni et al., 2005). Aqui, avaliamos a qualidade e quantidade de luz e outras variáveis ambientais no interior de estruturas totalmente cobertas com malhas/redes fotosseletivas e malhas/redes com cores neutras durante um ano. Esta informação pode ser do interesse de agricultores e engenheiros agrónomos.

Materiais e método 

Localização do estudo

Os estudos foram realizados no Centro de Pesquisa e Educação da Flórida Central (lat. 28.7° N, long. 81.5° W) em 2011 e 2012. Dezasseis casas de sombra (de 10.4 × 10.4 × 3.0 m) foram cobertas, tanto acima como nas paredes, com malha/rede fotosseletiva (vermelha e azul) ou com duas cores neutras (preta e areia) (Fig. 1). O fabricante indicou um fator de proteção nominal de 50% em todas as malhas/redes. Esta instalação permitiu monitorizar o impacto de todo o espectro das condições ambientais (não apenas a luz) de forma independente. As casas de sombra foram colocadas em quatro blocos, cada um contemplando as quatro cores. A parte central de cada bloco descoberto foi usada como controle comparativo (pleno sol).

Malhas/Redes de sombra utilizadas para cobrir as estruturas do Centro de Pesquisa e Educação da Flórida Central.

Índices ambientais

Os dados referentes à luz foram coletados mensalmente por 12 meses (de setembro de 2011 a agosto de 2012). O PAR (de 400 a 700 nm) foi registrado com um fotômetro LI-185A equipado com um sensor quântico LI-190 (LI-COR, Lincoln, NE). A análise do espectro (de 200 a 1100 nm) foi realizada usando um espectrômetro óptico de raios ultravioleta/VIS (OSM2-400 DUV; Oriel™ Newport Corp., CT). Para manter a uniformidade, todas as leituras foram feitas no centro da casa de sombra a uma altura de um metro em um dia claro/limpo, dentro de 45 minutos do meio-dia. A temperatura na sombra (a 1 m) foi registrada a cada hora no interior de todas as casas de sombra e nas áreas descobertas, usando 20 armazenadores de dados com termístores internos (HOBO H08-032-08; Onset Computer Corp., Pocasset, MA) colocados dentro de uma proteção da chuva. A umidade relativa, em condições úmidas ou cobertas (umidade relativa superior a 50%), foi registrada manualmente em cada casa de sombra em 20 ocasiões separadas, usando um medidor portátil (Modelo TH-1; Amprobe, Everett, WA). Da mesma forma, a velocidade do vento durante condições climáticas ventosas (velocidade do vento superior a 3 m·s−1) foi registrada no interior das casas de sombra usando um anemômetro portátil (Modelo 48020; Celestron LLC, Torrance, CA). Todas as leituras das condições ambientais foram realizadas simultaneamente nas casas de sombra e nos blocos de controle descobertos. Quando aplicados, os tratamentos foram comparados através de uma análise unidirecional da variação e dos meios separadamente, utilizando o teste HSD (Honestlysignificantdifference) de Tukey com P < 0.05 (SAS, 2008).

Resultados e Discussão 

Radiação fotossinteticamente ativa

Todas as malhas/redes de sombra reduziram o PAR em comparação com as áreas descobertas, mas houve diferenças entre as cores. Os valores do PAR observados (μmol·m−2·s−1) reduziram principalmente sob as malhas/redes pretas e menos sob as vermelhas, as malhas/redes azuis e areia tiveram uma redução mediana (Fig. 2). Os valores de sombra fotossintética calculados foram os seguintes: malha/rede preta (de 55% a 60%), azul (de 51% a 57%), areia (de 52% a 54%) e vermelha (de 41% a 51%), dependendo da estação. Estes resultados são coerentes com estudos anteriores, nos quais o PAR reduziu menos de 70% com a rede vermelha em comparação com os 70% da preta ou 70% da azul, em estruturas não replicadas (Stamps e Chandler, 2008). O PAR elevado na malha/rede vermelha pode ser considerado um artefacto do processo de fabricação, dando a entender que os fatores de sombra nominais não determinam necessariamente o PAR real. Os dados mostram que, embora o PAR transmitido possa ser suficiente para o crescimento de plantas sob a malha/rede durante os meses de primavera e verão, os valores mais baixos obtidos durante o final do outono e inverno podem ser uma limitação para certas plantas ornamentais (Baloch et al., 2009; Fletcher et al., 2005).

A radiação fotossinteticamente ativa (PAR) medida ao meio-dia (μmol·m−2·s−1, de 400 a 700 nm) sob malhas/redes fotosseletivas (vermelha e azul) e de cor neutra (preta e areia). Os dados ± SEM derivam das quatro casas de sombra.

As malhas/redes de sombra coloridas OBAMALLA® são feitas de um material de alta qualidade.
As malhas/redes de sombra coloridas OBAMALLA® são feitas de um material de alta qualidade.

Qualidade da luz

A análise espectral de alguns meses representativos revela diferenças entre as malhas/redes (por exemplo, a proporção do PAR na malha/rede azul, verde, vermelha e nos espectros FR) (Fig. 3). As malhas/redes azuis transmitiam picos característicos do azul (de 450 a 495 nm) e também infravermelhos FR/próximos, acima de 750 nm. A malha/rede vermelha teve um pico menor ≈400 nm e uma transmitância maior, acima de 600 nm. As malhas/redes de cor areia transmitiram mais luz, acima de 400 nm, comparadas com as pretas, mas, além disso, a composição espectral no intervalo visível não alterou em comparação com as malhas/redes pretas. Não se registraram tendências estacionais claras na eficácia da transmitância dos picos espectrais nem na transmitância das malhas/redes pretas e areia no intervalo PAR (dados não mostrados).

Os espectros de transmitância da radiação solar medidos sob as malhas/redes fotosseletivas (vermelho e azul) e de cor neutra (preta e areia) nas diferentes estações do ano: Janeiro (A), Abril (B), Julho (C) e Outubro (D). os dados são a proporção da radiação (μmol·m−2·s−1) registrada dentro e fora das casas de sombra. Os dados foram registrados ao meio-dia e são uma média das quatro casas de sombra.

O efeito da qualidade da luz nas plantas é complexo, dado que envolve a ação combinada de vários sistemas fotorreceptores com diferentes picos de absorção no comprimento de onda (Smith, 2000). As plantas mais altas possuem receptores de luz azul, verde e ultravioleta (fototropinas e criptocromos) e receptores R/FR (fitocromos). Diferentes fotorreceptores podem induzir a respostas morfológicas e fisiológicas distintas que permitem adaptação a diferentes condições ambientais (Lee et al., 2000; Schuerger et al., 1997; Stuefer and Huber, 1998). Por exemplo, vários estudos mostram que a luz azul intensificada pode aumentar a compacidade (compactação) da planta, que alguma luz azul é necessária para o crescimento e desenvolvimento normais e que os efeitos da luz azul são dependentes da espécie (Cope e Bugbee, 2013). Também foi levantado que as plantas respondem à quantidade absoluta de luz azul ao invés da quantidade relativa de luz azul no intervalo do espectro com atividade fotossintética (Yorio et al., 1998, Cope e Bugbee, 2013). Nossos dados mostram que as redes azuis aumentaram a intensidade da luz entre 400 e 500 nm, isto é 34% a 44% acima de outras malhas/redes, dependendo da estação, e ainda mais no intervalo 450-500 nm (Figuras 3 e 4A).

A manipulação do rácio vermelho/vermelho-remoto – R/FR – foi proposta como uma maneira de modificar as culturas na horticultura. Por exemplo, rácios altos R/FR induzem respostas fisiológicas benéficas, especialmente notável é o fato de reduzirem a extensão do caule/talo e aumentarem a compacidade da planta (Fletcher et al., 2005; Mata e Botto, 2009; Rajapakse e Kelly, 1992). Pelo contrario, rácios baixos R/FR podem causar características menos desejáveis como o alongamento do caule/talo, a potenciação da dominância apical e a redução da ramificação (Smith e Whitelam, 1997). Em nosso estudo, nenhuma malha/rede teve rácios R/FR significativamente maiores que o ambiente (próximo de 1), em particular as malhas/redes azuis tiveram o menor rácio R/FR de ≈0.8 (Fig. 4B). As malhas/redes vermelhas e areia reduziram estatisticamente o rácio R/FR durante o outono e o inverno e durante o verão e o outono, respectivamente, e ali o rácio R/FR das malhas/redes pretas nunca foi diferente do ambiente. Este resultado contrasta com o de TOren-Shamir et al. (2001), que relatou que os rácios de luz transmitidos através de malhas/redes azuis eram os mesmos da luz natural, enquanto que os R/FR sob as malhas/redes vermelhas eram ligeiramente inferiores e, no caso da malha/rede verde, eram significativamente inferiores aos da luz natural. A redução de rácios R/FR está associada à densidade da vegetação e à resposta a planta denominada “síndrome de sombra-evitação” (SAS – Shade Avoidance Sindrome). Os valores reduzidos de R/FR encontrados sob as malhas/redes azuis em nossos estudos não foram considerados suficientemente elevados para causar “síndrome de sombra-evitação” na maioria das plantas (Franklin e Whitelam, 2005).

Tabela comparativa dos espectros de comprimentos de onda entre malhas/redes de sombreamento. Os dados forammedidos ao meio-dia, em días claros, em conjunto com ultravioletas-B, 280 a 320 nm (A), ultravioletas-A, 320 a 400 nm (B), azul, 400 a 500 nm (C) e vermelho/vermelho-remoto, 600 a 700/700 a 800 nm (D). São referentes a uma média ± SEM proveniente das quatro casas de sombra; as letras significam diferenças entre as malhas/redes em um mês específico (P < 0,05, Test de Tukey).

Vários estudos também indicam que a luz no intervalo ultravioleta desempenha um papel importante nas defesas das plantas. Por exemplo, os raios ultravioletas naturais ou atenuados (especialmente o ultravioleta-B) ajudam a proteger as plantas de patógenos herbívoros e microbianos, provavelmente através da produção de compostos fenólicos e/ou antioxidantes (Ballaré et al., 2012; Wei et al., 2013). Todas as malhas/redes de sombra reduziram a intensidade da luz entre 280 e 400 nm em comparação com as condições ambientais, mas existiram diferenças entre as cores das malhas/redes (Fig. 4C e D). Tanto o ultravioleta-B quanto o ultravioleta-A foram reduzidos principalmente pelas malhas/redes cor de areia e menos pelas malhas/redes vermelhas. Em todos os casos, proporcionalmente, foi encontrado mais ultravioleta-A comparado com o B. também foi observado que valores baixos de R/FR (ou seja, menor que 1, típico de locais mais fechados) podem levar à redução da defesa da planta contra insetos herbívoros, por exemplo, através da ativação do fitocromo B, que regula as hormonas de defesa (Moreno et al., 2009).

As malhas/redes para sombreamento fotosseletivo têm características diferentes, dependendo dacor.
As malhas/redes para sombreamento fotosseletivo têm características diferentes, dependendo dacor.

Outros efeitos ambientais (do meio-ambiente).

Nossos dados mostram que as malhas/redes de sombreamento afetam as variáveis ambientais, além da radiação. A temperatura e a umidade relativa têm um impacto no crescimento e na fisiologia da planta, inclusive no desenvolvimento de doenças, de várias maneiras (Grantz, 1990; Went, 1953). Em nossos estudos, a média diária das temperaturas foi maior no interior das casas de sombra com malhas/redes coloridas do que com malhas/redes pretas ou do que o ambiente (Fig. 5). As temperaturas mais altas foram registradas sob a malha/rede vermelha (de 1,9 a 3,7 °C mais alta que a preta). As malhas/redes pretas mostraram ser mais frescas em relação ao ambiente, reportando uma média 0,4 °C (de 0,1 a 0,9 °C) inferior às temperaturas máximas diárias. As cores azul e areia registraram temperaturas semelhantes (a azul com uma média de 0,2 °C mais quente) e temperaturas médias entre as vermelhas e pretas. A velocidade do vento foi diferente sob as malhas/redes de sombra (F4,99 = 182.1, P < 0.0001), com a vermelha, azul e areia proporcionando maior resistência do que as malhas/redes pretas (Fig. 6). Dado que as malhas/redes coloridas contêm fios parcialmente transparentes, é necessário um número maior de fios para criar o mesmo fator de sombra em relação às malhas/redes pretas, o que leva a orifícios/furos menores menos superfície aberta em comparação com as redes pretas tradicionais (Fig. 1). As diferenças na medida dos orifícios/furos foram suficientes para influenciar a velocidade do vento (e também a temperatura), enquanto os valores da umidade relativa, que permaneceram em ± 1% das condições ambientais dentro das casas de sombra não foram afetados estatisticamente (F4,99 = 0,01, P = 0,99). Apesar das diferenças na porosidade relativa, as medidas da massa da malha/rede por unidade de superfície (n = 5) foram semelhantes entre as várias cores, por exemplo, 101 g·m−2 (areia), 99 g·m−2 (preta) e 95 g·m−2 (vermelha e azul).

As temperaturas máximas diárias (°C) registradas no interior e no exterior das casas de sombra. Os dados são uma média ± SEM proveniente dos dados das quatro casas de sombra todos os meses.

A velocidade do vento registrada dentro e fora das casas de sombra, onde as condições ambientais são maiores que 3 m·s−1. Os dados são uma média ± SEM de 20 réplicas (quatro estruturas por réplica). As letras significam as diferenças entre as malhas/redes (P < 0.05, teste de Tukey).

A malha/rede de sombra vermelha registra altas temperaturas.
A malha/rede de sombra vermelha registra altas temperaturas.

A aplicação de malhas/redes fotosseletivas

As malhas/redes de sombreamento são muito utilizadas no desenvolvimento de plantas ornamentais. Os dados mais recentes (2011) mostram que 43% da produção de floricultura nos Estados Unidos é realizada sob uma malha/rede de sombra ou outro tipo de cobertura temporária (USDA/NASS, 2013). Com os métodos modernos de tecelagem em massa, esperamos que as malhas/redes fotosseletivas sejam ainda mais usadas. As estruturas de sombra construídas em espaldeiras/treliças são mais econômicas em comparação com as de vidro ou de película plástica que podem exigir uma construção mais robusta e sistemas adicionais de controle climático. Embora as malhas/redes pretas sejam as mais usadas, os agricultores estão usando malhas/redes coloridas, cinza e brancas dispersivas com a finalidade de influenciar o vigor, a redução de tamanho, a ramificação, a variação de folhagem e o tempo de fluorescência (Leite et al., 2008; Oren-Shamir et al., 2000; Stamps, 2009). O uso de malhas/redes coloridas também pode substituir as aplicações de reguladores do crescimento ou das práticas de poda química. O entrelaçado mais estreito das malhas/redes coloridas pode proporcionar uma proteção adicional contra o vento, granizo ou animais. Nosso estudo documenta as diferentes modificações ambientais nas estruturas cobertas com malhas/redes pretas ou coloridas, que ajudam a prever ou interpretar respostas específicas das plantas. De qualquer forma, uma revisão da literatura também sugere que as respostas de diferentes espécies de plantas a condições de luz modificadas são frequentemente variáveis. São necessárias mais informações sobre como essa tecnologia é mais rentável para as necessidades da floricultura.

Malhas/Redes para sombreamento fotosseletivo para a construção de casas de sombra

As malhas/redes de sombreamento para casas de sombra fotosseletivas são amplamente utilizadas na floricultura para proteger os cultivos da radiação excessiva, do vento, do granizo e dos pássaros/aves. Embora as redes pretas sejam as mais utilizadas, os agricultores estão experimentando o uso de malhas/redes coloridas, cinzentas e brancas com um certo grau de dispersão, para obter efeitos no vigor vegetativo, na redução do tamanho dos frutos, na ramificação, na variedade de tons de folhagem e no tempo de floração. Monitorizamos os dados ambientais no interior de estruturas com malhas/redes de sombreamento (10 × 10 × 3 m de altura), completamente cobertas com malha/rede vermelha, azul areia e preta (todas com um fator de sombra nominal de 50%) no centro da Flórida durante 12 meses. A radiação fotossinteticamente ativa real (PAR, μmol·m−2·s−1) foi reduzida especialmente no caso das malhas/redes pretas (de 55% a 60% de fator de sombra dependendo da estação) e menos sob malhas/redes vermelhas (de 41% a 51%), com a azul e a areia entre médias. A análise do espectro mostrou que as malhas/redes azuis tiveram um pico característico do azul (de 450 a 495 nm) e do vermelho-remoto, acima de 750 nm. As malhas/redes vermelhas apresentaram um pico mais baixo ≈400 nm e maior transmissão, acima de 590 nm. As malhas/redes areia transmitiram mais luz, acima de 400 nm, em comparação com as pretas, mas não alteraram a composição espectral no intervalo visível. Nenhuma malha/rede apresentou rácios de vermelho/vermelho-remoto (R/FR) (600 a 700/700 a 800 nm) significativamente mais alto que o ambiente (próximo a 1), enquanto as malhas/redes azuis tiveram um rácio consistentemente menor R/FR ≈0.8. Tanto os ultravioleta B como os ultravioleta A (280 a 400 nm) foram reduzidos principalmente por malhas/redes de cor areia e menos por malhas/redes vermelhas. Também observámos resistência a altas temperaturas e ao vento (mas não à umidade relativa) sob malhas/redes coloridas, a de cor areia comparada com a preta, provavelmente como resultado da diferente porosidade. Nosso estudo documenta as modificações ambientais no interior de estruturas cobertas com malha/rede preta, colorida e redes translúcidas foto-neutrais, modificações que ajudam a prever ou interpretar as respostas específicas das plantas.

casas de sombra
A malha/rede de sombra OBAMALLA® utilizada em uma casa de sombra com propriedades fotosseletivas.

Uma tendência emergente no âmbito da produção de plantas ornamentais é o uso de malhas/redes fotosseletivas (coloridas) e malhas/redes de sombreamento dispersivas neutras. As redes de sombreamento modernas são fabricadas com tecido de polipropileno com diferentes aberturas para atingir níveis de sombra específicos. As malhas/redes pretas tradicionais são completamente opacas e a qualidade do espectro da radiação é modificada pela malha/rede; pelo qual o fator sombra é quase diretamente proporcional à porosidade da malha/rede (Castellano et al., 2008a). As malhas/redes de sombra dispersivas são menos opacas e difundem a radiação, criando uma luz mais difusa que pode penetrar nas copas vegetais (Oren-Shamir et al., 2001). As malhas/redes coloridas contêm aditivos que filtram a radiação solar para promover longitudes de ondas específicas (Castellano et al., 2008b; Stamps, 2009).

casas de sombra fotosseletivas também difundem a intensidade da luz.
Casa de sombra fotosseletiva também difundem a intensidade da luz.

A manipulação do espectro de luz difusa pode modificar certas características desejadas no desenvolvimento da planta. Por exemplo, comparadas à malha/rede preta, as plantas Aspidistra têm sido mais compactas sob malhas/redes vermelhas e azuis, as plantas Imbé (Philodendron) desenvolveram um número maior de folhas sob a malha/rede vermelha e menor sob a malha/rede azul, e as taxas de crescimento da Pitósporo (Pittosporum tobia) (altura da planta e comprimento do entrenó) têm sido mais altas sob malhas/redes vermelhas e cinzentas (Stamps e Chandler, 2008). Oren-Shamir et al. (2001) relatou uma extensão variada de ramos da Pitósporo sob as malhas/redes vermelhas e redução sob as azuis. Estudos no Brasil mostraram que os cultivos de Orquídeas Phalaenopsis desenvolvem folhas maiores sob as malhas/redes azuis em comparação com as pretas e vermelhas, mas revelaram um florescimento mais precoce sob as vermelhas (Leite et al., 2008). Outros estudos indicam alguns aspectos benéficos das malhas/redes coloridas para a produção de fruta (Basile et al., 2008; Retamales et al., 2008; Shahak et al., 2008; Takeda et al., 2010) e vegetais (Ilic et al., 2012; Kong et al., 2012; Shahak, 2008) sob as malhas/redes vermelhas, azuis, verdes e amarelas. Um relatório recente de Israel sugere benefícios adicionais das malhas/redes fotosseletivas em relação aos efeitos supressores de pragas e doenças (Ben-Yakir et al., 2012; Elad et al., 2007).

Embora as malhas/redes de sombra fotosseletivas prometam a produção de plantas positivamente, a variabilidade dos resultados entre diferentes cultivos sugere que os aspectos fisiológicos envolvidos nessas respostas não foram totalmente compreendidos. A variabilidade dos resultados também pode refletir as diferentes propriedades ópticas das malhas/redes de sombra produzidas por diferentes fabricantes. Um problema posterior é que poucos estudos incluem as condições ambientais presentes nas estruturas com malha/rede de sombreamento. A variação sazonal e as condições ambientais no interior provavelmente têm um impacto nos cultivos da floricultura e horticultura. Além da luz, as malhas/redes de sombreamento podem modificar as variáveis ambientais dentro da cobertura, como temperatura, velocidade do vento e umidade relativa.

Em contraste, mais estudos estão disponíveis sobre as propriedades radiométricas de telas térmicas de metal e telas anti-insetos (Cohen e Fuchs, 1999; Klose e Tantau, 2004; Nijskens et al., 1985; Papadakis et al., 2000; Soni et al., 2005). Aqui, avaliamos a qualidade e quantidade de luz e outras variáveis ambientais no interior de estruturas totalmente cobertas com malhas/redes fotosseletivas e malhas/redes com cores neutras durante um ano. Esta informação pode ser do interesse de agricultores e engenheiros agrónomos.

Materiais e método 

Localização do estudo

Os estudos foram realizados no Centro de Pesquisa e Educação da Flórida Central (lat. 28.7° N, long. 81.5° W) em 2011 e 2012. Dezasseis casas de sombra (de 10.4 × 10.4 × 3.0 m) foram cobertas, tanto acima como nas paredes, com malha/rede fotosseletiva (vermelha e azul) ou com duas cores neutras (preta e areia) (Fig. 1). O fabricante indicou um fator de proteção nominal de 50% em todas as malhas/redes. Esta instalação permitiu monitorizar o impacto de todo o espectro das condições ambientais (não apenas a luz) de forma independente. As casas de sombra foram colocadas em quatro blocos, cada um contemplando as quatro cores. A parte central de cada bloco descoberto foi usada como controle comparativo (pleno sol).

Malhas/Redes de sombra utilizadas para cobrir as estruturas do Centro de Pesquisa e Educação da Flórida Central.

Índices ambientais

Os dados referentes à luz foram coletados mensalmente por 12 meses (de setembro de 2011 a agosto de 2012). O PAR (de 400 a 700 nm) foi registrado com um fotômetro LI-185A equipado com um sensor quântico LI-190 (LI-COR, Lincoln, NE). A análise do espectro (de 200 a 1100 nm) foi realizada usando um espectrômetro óptico de raios ultravioleta/VIS (OSM2-400 DUV; Oriel™ Newport Corp., CT). Para manter a uniformidade, todas as leituras foram feitas no centro da casa de sombra a uma altura de um metro em um dia claro/limpo, dentro de 45 minutos do meio-dia. A temperatura na sombra (a 1 m) foi registrada a cada hora no interior de todas as casas de sombra e nas áreas descobertas, usando 20 armazenadores de dados com termístores internos (HOBO H08-032-08; Onset Computer Corp., Pocasset, MA) colocados dentro de uma proteção da chuva. A umidade relativa, em condições úmidas ou cobertas (umidade relativa superior a 50%), foi registrada manualmente em cada casa de sombra em 20 ocasiões separadas, usando um medidor portátil (Modelo TH-1; Amprobe, Everett, WA). Da mesma forma, a velocidade do vento durante condições climáticas ventosas (velocidade do vento superior a 3 m·s−1) foi registrada no interior das casas de sombra usando um anemômetro portátil (Modelo 48020; Celestron LLC, Torrance, CA). Todas as leituras das condições ambientais foram realizadas simultaneamente nas casas de sombra e nos blocos de controle descobertos. Quando aplicados, os tratamentos foram comparados através de uma análise unidirecional da variação e dos meios separadamente, utilizando o teste HSD (Honestlysignificantdifference) de Tukey com P < 0.05 (SAS, 2008).

Resultados e Discussão 

Radiação fotossinteticamente ativa

Todas as malhas/redes de sombra reduziram o PAR em comparação com as áreas descobertas, mas houve diferenças entre as cores. Os valores do PAR observados (μmol·m−2·s−1) reduziram principalmente sob as malhas/redes pretas e menos sob as vermelhas, as malhas/redes azuis e areia tiveram uma redução mediana (Fig. 2). Os valores de sombra fotossintética calculados foram os seguintes: malha/rede preta (de 55% a 60%), azul (de 51% a 57%), areia (de 52% a 54%) e vermelha (de 41% a 51%), dependendo da estação. Estes resultados são coerentes com estudos anteriores, nos quais o PAR reduziu menos de 70% com a rede vermelha em comparação com os 70% da preta ou 70% da azul, em estruturas não replicadas (Stamps e Chandler, 2008). O PAR elevado na malha/rede vermelha pode ser considerado um artefacto do processo de fabricação, dando a entender que os fatores de sombra nominais não determinam necessariamente o PAR real. Os dados mostram que, embora o PAR transmitido possa ser suficiente para o crescimento de plantas sob a malha/rede durante os meses de primavera e verão, os valores mais baixos obtidos durante o final do outono e inverno podem ser uma limitação para certas plantas ornamentais (Baloch et al., 2009; Fletcher et al., 2005).

A radiação fotossinteticamente ativa (PAR) medida ao meio-dia (μmol·m−2·s−1, de 400 a 700 nm) sob malhas/redes fotosseletivas (vermelha e azul) e de cor neutra (preta e areia). Os dados ± SEM derivam das quatro casas de sombra.

As malhas/redes de sombra coloridas OBAMALLA® são feitas de um material de alta qualidade.
As malhas/redes de sombra coloridas OBAMALLA® são feitas de um material de alta qualidade.

Qualidade da luz

A análise espectral de alguns meses representativos revela diferenças entre as malhas/redes (por exemplo, a proporção do PAR na malha/rede azul, verde, vermelha e nos espectros FR) (Fig. 3). As malhas/redes azuis transmitiam picos característicos do azul (de 450 a 495 nm) e também infravermelhos FR/próximos, acima de 750 nm. A malha/rede vermelha teve um pico menor ≈400 nm e uma transmitância maior, acima de 600 nm. As malhas/redes de cor areia transmitiram mais luz, acima de 400 nm, comparadas com as pretas, mas, além disso, a composição espectral no intervalo visível não alterou em comparação com as malhas/redes pretas. Não se registraram tendências estacionais claras na eficácia da transmitância dos picos espectrais nem na transmitância das malhas/redes pretas e areia no intervalo PAR (dados não mostrados).

Os espectros de transmitância da radiação solar medidos sob as malhas/redes fotosseletivas (vermelho e azul) e de cor neutra (preta e areia) nas diferentes estações do ano: Janeiro (A), Abril (B), Julho (C) e Outubro (D). os dados são a proporção da radiação (μmol·m−2·s−1) registrada dentro e fora das casas de sombra. Os dados foram registrados ao meio-dia e são uma média das quatro casas de sombra.

O efeito da qualidade da luz nas plantas é complexo, dado que envolve a ação combinada de vários sistemas fotorreceptores com diferentes picos de absorção no comprimento de onda (Smith, 2000). As plantas mais altas possuem receptores de luz azul, verde e ultravioleta (fototropinas e criptocromos) e receptores R/FR (fitocromos). Diferentes fotorreceptores podem induzir a respostas morfológicas e fisiológicas distintas que permitem adaptação a diferentes condições ambientais (Lee et al., 2000; Schuerger et al., 1997; Stuefer and Huber, 1998). Por exemplo, vários estudos mostram que a luz azul intensificada pode aumentar a compacidade (compactação) da planta, que alguma luz azul é necessária para o crescimento e desenvolvimento normais e que os efeitos da luz azul são dependentes da espécie (Cope e Bugbee, 2013). Também foi levantado que as plantas respondem à quantidade absoluta de luz azul ao invés da quantidade relativa de luz azul no intervalo do espectro com atividade fotossintética (Yorio et al., 1998, Cope e Bugbee, 2013). Nossos dados mostram que as redes azuis aumentaram a intensidade da luz entre 400 e 500 nm, isto é 34% a 44% acima de outras malhas/redes, dependendo da estação, e ainda mais no intervalo 450-500 nm (Figuras 3 e 4A).

A manipulação do rácio vermelho/vermelho-remoto – R/FR – foi proposta como uma maneira de modificar as culturas na horticultura. Por exemplo, rácios altos R/FR induzem respostas fisiológicas benéficas, especialmente notável é o fato de reduzirem a extensão do caule/talo e aumentarem a compacidade da planta (Fletcher et al., 2005; Mata e Botto, 2009; Rajapakse e Kelly, 1992). Pelo contrario, rácios baixos R/FR podem causar características menos desejáveis como o alongamento do caule/talo, a potenciação da dominância apical e a redução da ramificação (Smith e Whitelam, 1997). Em nosso estudo, nenhuma malha/rede teve rácios R/FR significativamente maiores que o ambiente (próximo de 1), em particular as malhas/redes azuis tiveram o menor rácio R/FR de ≈0.8 (Fig. 4B). As malhas/redes vermelhas e areia reduziram estatisticamente o rácio R/FR durante o outono e o inverno e durante o verão e o outono, respectivamente, e ali o rácio R/FR das malhas/redes pretas nunca foi diferente do ambiente. Este resultado contrasta com o de TOren-Shamir et al. (2001), que relatou que os rácios de luz transmitidos através de malhas/redes azuis eram os mesmos da luz natural, enquanto que os R/FR sob as malhas/redes vermelhas eram ligeiramente inferiores e, no caso da malha/rede verde, eram significativamente inferiores aos da luz natural. A redução de rácios R/FR está associada à densidade da vegetação e à resposta a planta denominada “síndrome de sombra-evitação” (SAS – Shade Avoidance Sindrome). Os valores reduzidos de R/FR encontrados sob as malhas/redes azuis em nossos estudos não foram considerados suficientemente elevados para causar “síndrome de sombra-evitação” na maioria das plantas (Franklin e Whitelam, 2005).

Tabela comparativa dos espectros de comprimentos de onda entre malhas/redes de sombreamento. Os dados forammedidos ao meio-dia, em días claros, em conjunto com ultravioletas-B, 280 a 320 nm (A), ultravioletas-A, 320 a 400 nm (B), azul, 400 a 500 nm (C) e vermelho/vermelho-remoto, 600 a 700/700 a 800 nm (D). São referentes a uma média ± SEM proveniente das quatro casas de sombra; as letras significam diferenças entre as malhas/redes em um mês específico (P < 0,05, Test de Tukey).

Vários estudos também indicam que a luz no intervalo ultravioleta desempenha um papel importante nas defesas das plantas. Por exemplo, os raios ultravioletas naturais ou atenuados (especialmente o ultravioleta-B) ajudam a proteger as plantas de patógenos herbívoros e microbianos, provavelmente através da produção de compostos fenólicos e/ou antioxidantes (Ballaré et al., 2012; Wei et al., 2013). Todas as malhas/redes de sombra reduziram a intensidade da luz entre 280 e 400 nm em comparação com as condições ambientais, mas existiram diferenças entre as cores das malhas/redes (Fig. 4C e D). Tanto o ultravioleta-B quanto o ultravioleta-A foram reduzidos principalmente pelas malhas/redes cor de areia e menos pelas malhas/redes vermelhas. Em todos os casos, proporcionalmente, foi encontrado mais ultravioleta-A comparado com o B. também foi observado que valores baixos de R/FR (ou seja, menor que 1, típico de locais mais fechados) podem levar à redução da defesa da planta contra insetos herbívoros, por exemplo, através da ativação do fitocromo B, que regula as hormonas de defesa (Moreno et al., 2009).

As malhas/redes para sombreamento fotosseletivo têm características diferentes, dependendo dacor.
As malhas/redes para sombreamento fotosseletivo têm características diferentes, dependendo dacor.

Outros efeitos ambientais (do meio-ambiente).

Nossos dados mostram que as malhas/redes de sombreamento afetam as variáveis ambientais, além da radiação. A temperatura e a umidade relativa têm um impacto no crescimento e na fisiologia da planta, inclusive no desenvolvimento de doenças, de várias maneiras (Grantz, 1990; Went, 1953). Em nossos estudos, a média diária das temperaturas foi maior no interior das casas de sombra com malhas/redes coloridas do que com malhas/redes pretas ou do que o ambiente (Fig. 5). As temperaturas mais altas foram registradas sob a malha/rede vermelha (de 1,9 a 3,7 °C mais alta que a preta). As malhas/redes pretas mostraram ser mais frescas em relação ao ambiente, reportando uma média 0,4 °C (de 0,1 a 0,9 °C) inferior às temperaturas máximas diárias. As cores azul e areia registraram temperaturas semelhantes (a azul com uma média de 0,2 °C mais quente) e temperaturas médias entre as vermelhas e pretas. A velocidade do vento foi diferente sob as malhas/redes de sombra (F4,99 = 182.1, P < 0.0001), com a vermelha, azul e areia proporcionando maior resistência do que as malhas/redes pretas (Fig. 6). Dado que as malhas/redes coloridas contêm fios parcialmente transparentes, é necessário um número maior de fios para criar o mesmo fator de sombra em relação às malhas/redes pretas, o que leva a orifícios/furos menores menos superfície aberta em comparação com as redes pretas tradicionais (Fig. 1). As diferenças na medida dos orifícios/furos foram suficientes para influenciar a velocidade do vento (e também a temperatura), enquanto os valores da umidade relativa, que permaneceram em ± 1% das condições ambientais dentro das casas de sombra não foram afetados estatisticamente (F4,99 = 0,01, P = 0,99). Apesar das diferenças na porosidade relativa, as medidas da massa da malha/rede por unidade de superfície (n = 5) foram semelhantes entre as várias cores, por exemplo, 101 g·m−2 (areia), 99 g·m−2 (preta) e 95 g·m−2 (vermelha e azul).

As temperaturas máximas diárias (°C) registradas no interior e no exterior das casas de sombra. Os dados são uma média ± SEM proveniente dos dados das quatro casas de sombra todos os meses.

A velocidade do vento registrada dentro e fora das casas de sombra, onde as condições ambientais são maiores que 3 m·s−1. Os dados são uma média ± SEM de 20 réplicas (quatro estruturas por réplica). As letras significam as diferenças entre as malhas/redes (P < 0.05, teste de Tukey).

A malha/rede de sombra vermelha registra altas temperaturas.
A malha/rede de sombra vermelha registra altas temperaturas.

A aplicação de malhas/redes fotosseletivas

As malhas/redes de sombreamento são muito utilizadas no desenvolvimento de plantas ornamentais. Os dados mais recentes (2011) mostram que 43% da produção de floricultura nos Estados Unidos é realizada sob uma malha/rede de sombra ou outro tipo de cobertura temporária (USDA/NASS, 2013). Com os métodos modernos de tecelagem em massa, esperamos que as malhas/redes fotosseletivas sejam ainda mais usadas. As estruturas de sombra construídas em espaldeiras/treliças são mais econômicas em comparação com as de vidro ou de película plástica que podem exigir uma construção mais robusta e sistemas adicionais de controle climático. Embora as malhas/redes pretas sejam as mais usadas, os agricultores estão usando malhas/redes coloridas, cinza e brancas dispersivas com a finalidade de influenciar o vigor, a redução de tamanho, a ramificação, a variação de folhagem e o tempo de fluorescência (Leite et al., 2008; Oren-Shamir et al., 2000; Stamps, 2009). O uso de malhas/redes coloridas também pode substituir as aplicações de reguladores do crescimento ou das práticas de poda química. O entrelaçado mais estreito das malhas/redes coloridas pode proporcionar uma proteção adicional contra o vento, granizo ou animais. Nosso estudo documenta as diferentes modificações ambientais nas estruturas cobertas com malhas/redes pretas ou coloridas, que ajudam a prever ou interpretar respostas específicas das plantas. De qualquer forma, uma revisão da literatura também sugere que as respostas de diferentes espécies de plantas a condições de luz modificadas são frequentemente variáveis. São necessárias mais informações sobre como essa tecnologia é mais rentável para as necessidades da floricultura.

Deixe uma resposta

O seu endereço de e-mail não será publicado. Campos obrigatórios são marcados com *

cuadro verdePesquisar tópico de interesse

Galería
Videos
Artículos
Whatsapp
Mail
Chat