Realizou-se um estudo crítico de diversas metodologias de avaliação de sistemas radiculares

BACCHI, O. O. S.

BASSOI, L. H.

CRESTANA, S.

FANTE JUNIOR, L.

GODOY, R.

JORGE, L. A. de C.

OLIVEIRA, J. C. M. de

PILOTTO, J. E.

REICHARDI, K.

RODRIGUES, J. A.

Portuguese

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~u..~ '1..•.•. ...'. ;;i ·1'. "'.--:.~.. -. J:-.:; '-',r;A ~.~.;.: •• :..!- :... I •.•• I.~ ., .:. ..:&.~",::.- 7"1\;.,-_'-RELAÇÕES ENTRE METODOLOGIAS PARA AVALIAÇÃO DERAÍZES E DA DENSIDADE DO SOLO. Lorival Fante Júnior\ Klaus Reichardr',José Ademir Rodrigues', Lucio André de Castro Jorge', Luis Henrique Bassoi", Julio CesarMartins de Oliveira", Silvio Crestana', Osny Oliveira Santos Bacch?, Rodolfo Godoy", JoãoEduardo Pilott02;(1)CENA/USP, seção de Física de Solos, caixa postal 96, 13400-970,Piracicaba (SP,Brasil), bolista da FAPESP; (2)CENA/USP, seção de Física de Solos, caixapostal 96, 13400-970, Piracicaba (SP,Brasil), bolsista CNPq; (3)EMBRAPA/CNPDIA,caixa postal 741, 13560-970, São Carlos (SP,Brasil); (4)EMBRAPAlCPATSA, caixa postal23, 56300-000, Petrolina (PE,Brasil); (5) UEL, Departamento de Física, caixa postal 6001,86051-970, Londrina (pR,Brasil), bolsista do CNPq; (6)EMBRAP AlCPPSE, FazendaCanchim, São Carlos (SP ,Brasil), bolsista do CNPq.Palavras Chave: Raiz, Processamento de Imagens, Interface Solo-Raiz.\Realizou-se um estudo crítico de diversas metodologias de avaliação de sistemasradiculares, sendo apresentado neste trabalho uma das etapas deste estudo, onde a parteexperimental de campo foi realizada em terras pertencentes à EMBRAP A/CPPSE, FazendaCanchim, em São Carlos - SP, com cultura de aveia forrageira, variedade São Carlos,cultivada em latossolo vermelho-amarelo, em duas parcelas sob dois tratamentos distintos deníveis de água no solo: tratamento 1 - manutenção de no mínimo 50 % da AD (águadisponível no solo) e tratamento 2 - manutenção de no mínimo 80 % da AD (Bacchi et. al.,1995). A amostragem do sistema radicular foi feita na fase final do ciclo de crescimento dacultura (outubroI1994) e foram utilizados dois métodos diferentes, ou seja, o do anelvolumétrico (Bohm, 1979) e o método auxiliado por processamento de imagens digitais,desenvolvido por Crestana et. al., 1994.I) Processamento de Imagens: Num perfil do solo de 100 em de largura por 50 em deprofundidade, foram tomadas imagens, via filmadora de vídeo comum, em regiões de 10 x10 em, totalizando 10 imagens por camada de 10 em. O perfil em questão foi moldadoparalelo à linha da cultura e a uma distância de aproximadamente 1 em desta, sendo lavadocom jato d'água de tal forma a remover uma fina camada de solo (em torno de 3 mm deespessura), para uma melhor exposição das raízes. As imagens obtidas foram posteriormente "\digitalizadas e processadas no Laboratório de Imagens da EMBRAP A/CNPDIA de SãoCarlos - SP. Utilizou-se uma placa digitalizadora de resolução espacial de 512 x 512 pixels e256 tons de cinza por pixel e o processamento constituiu-se da seleção dos tons de cinzacorrespondentes às raízes, nas regiões de interesse de 10 x 10 em. Cada imagem foi divididaem pequenas regiões, ou quadrículos, de 0,5 x 0,5 em e a contabilização foi efetuada combase na presença ou ausência dos tons de cinza selecionados nos referidos quadrículos(Crestana et. al., 1994). A quantificação do sistema radicular foi obtida pela razão entre onúmero de quadrículos com presença de raiz e o número total de quadrículos existentes naregião de 10 x 10 em (total de 400), grandeza esta denominada de Densidade Radicular porPresença de Raiz (DRPR), sendo: - DRPRi = (número de quadrículos com presença de raiz /400), para cada região de 1O x 10 em; - DRPRc = (l: DRPRi / N), para cada camada de 10em, onde N = 10 (número de amostras obtidas por camada); - DRPRm = DRPRc, valormédio por camada de 10 em.IFANTE IÚNIOR, L.; REICHARDT, K.; RODRIGUES, IA; JORGE, L.Ade C.; BASSOI, L.H.;. OLIVE~ I.C.M.de:CREST ANA, s.; BACCHI, O.O.S.; GODOY, R.; PILOTTO, I.E. Relações entre metodologias para avaliação de raizes e dadensidade do solo. In: CONGRESSO LATINO AMERICANO DE CIÊNCIA DO SOLO, 13., REUNIAO BRASILEIRA DEBIOLOGIA DO SOLO, I, SIMPÓSIO BRASILEIRO SOBRE MICROBIOLOGIA DO SOLO, 4., REUNIÃO, BRASILEIRASOBRE MICORRIZAS, 6., REUNIÃO BRASILEIRA DE MANEJO E CONSERVAÇÃO DO SOLO E DA AGUA, 11, 1996,Águas de Lindóia, SP. "O solo nos ciclos da natureza": anais. Piracaicaba, SP: ESALQ-USP/ SLCS/SBCS/SBM, 1996. CD-ROM. Seção artigos.lI) Anel Volumétrico: Após a filmagem foi retirado, por região de 10 x 10 em, um anel devolume em torno de 50 cnr' (diâmetro ::= 4,6 em e altura ::= 3,0 em), totalizando 10 amostraspor camada. Cada anel foi cravado no perfil do solo e no centro da respectiva região. Asamostras foram moldadas segundo o volume do anel e em seguida levadas em estufa a 105°C por 48 horas, para a determinação de sua massa seca. Posteriormente, as raízes foramseparadas dispersando-se as amostras em água com agitação manual e lavando-as empeneira de 0,2 mm. As raízes foram, então, levadas em estufa a 60° C por 24 horas,determinando-se a massa seca radicular. A quantificação das raizes foi determinada pelarazão entre massa seca radicular e o volume amostrado, a qual foi denominada de DensidadeRadicular por Volume (DRV), sendo: - DRVi = (massa seca radicular / volume do anel),para cada região de 10 x 10 em; - DRV c = (massa seca radicular total retirada por camada /volume total amostrado por camada), para cada camada de 10 em; - DRVm = (L DRVi / N),valor médio por camada de 10 em, com N = 10. Com a aplicação do método do anelvolumétrico, foi possível determinar também os valores de densidade do solo (Kiehl, 1979),para cada região de 10 x 10 em e, utilizando-se do valor médio, para cada camada do solo.Os erros associados aos valores de densidade radicular e do solo foram determinadosutilizando-se (Helene & Vanin, 1981): - do desvio padrão da média para os valores médioscalculados (ol); - da teoria de propagação de erros para os valores totais obtidos porcamada, para o volume do anel (erros nas medidas do diâmetro e da altura = 0,1 em) e paraos valores encontrados para cada região de 10 x 10 em (cr2), considerando o erro na massaseca radicular, devido ao processo de separação das raizes, igual ao menor valor obtido(0,006 gramas) e o erro no número de quadrículos com presença de raiz, devido aoprocessamento das imagens, em torno de 10 %.Os valores médios, bem como os respectivos erros e coeficientes de variação (CV),encontrados para as densidades do solo e radicular, em função da camada amostrada, sãoapresentados nas tabelas 1 e 2. Observa-se da tabela 1 que a parcela sob tratamento 2apresenta-se, no geral, relativamente mais compactada e que, para os dois tratamentos, osvalores de densidade do solo indicam uma camada de maior compactação entre 10 a 30 em.Pode-se observar também que o efeito da variabilidade espacial, caracterizado por CV, ésatisfatoriamente baixo, sugerindo que a camada do solo considerada apresenta-se bemhomogênea quanto às suas características fisicas. Com relação a distribuição do sistemaradicular em função da camada do solo (tabela 2), ambos os métodos proporcionaramresultados semelhantes, através de relações diretamente proporcionais como mostrado nafigura 1. Verifica-se ainda, que apesar dos tratamentos serem diferentes em termos da águadisponível no solo, no geral, praticamente não houve diferenças marcantes na quantificaçãodas raizes, onde aproximadamente 90 % do sistema radicular se desenvolveu nas duasprimeiras camadas e que, para a camada de 0-10 em, ocorreu maior concentração de raizpara o tratamento 1 e para a camada de 10-20 em, o inverso. Os altos valores de CV obtidospara a densidade radicular média por camada que, ao contrário do observado para adensidade do solo, sugerem considerável discrepância local (região de 10 x 10 em),caracterizando relevante variabilidade espacial. Fazendo-se uma correlação entre densidaderadicular e densidade do solo, para os dois tratamentos e para as camadas de 0-10 em e 10-20 em, obtiveram-se os resultados mostrados na figura 2, cujas linhas de tendência foramconsiderados lineares, mostrando satisfatórios ajustes, principalmente para o método doanel, indicando uma diminuição da concentração de raízes em função do aumento dadensidade do solo.Tabela 1 - Densidade do solo e os respectivos erros e coeficientes de variação, em função da camada do soloe para os dois tratamentos.tratamento camada (em)20-30 30-40 40-500-10 10-2012valores de densidade do solo1,21 ± 0,06 1,47 ± 0,031,37 ± 0,08 1,49 ± 0,05± ol , x 103 , Kg de solo I m' de solo1,36 ± 0,02 1,24 ± 0,041,33 ± 0,06 1,29 ± 0,061,18 ± 0,021,20 ± 0,0512valores dos coeficientes de variação (CV) , %2,0 1,53,4 4,51,74,23,24,75,05,8Tabela 2 - Resultados encontrados para a quantificação do sistema radicular da aveia forrageira, através daaplicação dos diferentes métodos considerados, em função da camada do solo e para os dois tratamentos.tratamento método camada (em)0-10 10-20 20-30 30-40 40-5012valores de DRPRm ± o I0,36 ± 0,15 0,07±0,07 0,03 ± 0,01 0,04±0,03 0,04 ± 0,010,34±0,16 0,15±0,15 0,03 ±0,02 0,04±0,03 0,03 ±0,01valores de DRVm ± ol , Kg de raiz I m3 de soloIl 3,753 ± 1,010 0,464 ± 0,596 0,144 ± 0,070 0,192 ± 0,054 0,129 ± 0,054II 2,535 ± 1,084 0,730 ± 0,493 0,119 ± 0,064 0,103 ± 0,058 0,130 ± 0,111valores dos coeficientes de variação (CV) , %I 41,7 100,0 33,3 75,0 25,0II 26,9 128,4 48,6 28,1 41,9I 47,1 100,0 66,7 75,0 33,3Il 42,8 67,5 53,8 56,3 85,4122Por outro lado, resultados e correlações semelhantes mencionados, não foramverificados quando a análise é feita para as regiões de 10 x 10 em. A figura 3 apresentacomportamentos diferentes com tendências não lineares, sugerindo dispersões ao acasoentre densidade radicular e densidade do solo e entre densidades radiculares obtidas pelosdois métodos considerados. Tal fato parece estar relacionado aos altos valores de CVobtidos para a densidade radicular média por camada. Existe o indicativo de que adistribuição do sistema radicular se manifestou dentro de um contexto local, contudopraticamente aleatória às características fisicas do solo, efeito este que foi mascarado quantoda análise em função da camada do solo.3.5~3~ 2.5-B~ 1.5"Q0.5o ••tratam ento 1• a ne !• Ltne e r (soei)y = 11 198x - 0.2724R' = 0.9987..0.1 0.2D R P R c (x )0.3 0.4Figura 1 - Correlação entre os valores de densidade radicular total por camada obtidos pela aplicação dosdois métodos em questão, para o tratamento 1. Erros associados: 0'243 .532.521 .51° .5°- I0.4yl - -11.854,. + 18 29 0.35R2-0939y2""-0945x+15388 0.3R'~O.7188 10.25 ~° .2 ~c,- SI 0.15 f5° .1• 0.05O1 .5 1 .6•C imagens- Linear (Iur e g e n s jL in e 11I' (1111 e I)1 .2 1 .3 1 .4de n s id a de dos o 10 (x) ,x 103 , K gIm JFigura 2 - Densidade radicular total por camada em função da densidade média do solo, para os doismétodos aplicados. Valores referentes aos dois tratamentos e às camadas 0-10 em e 10-20 em. Errosassociados: 02.tratamento 2 • anelD 1m a g .Polinôm ia (anel)'Polinômio (imag.)0.90.80.70.64.543.5""'E 3••~ 2.5.;:; 2o:: 1.5~10.5O1.25•~C .•..,CICl1.3 1.35 1.4 1.45 1.5Figura 3 - Densidade radicular em função da densidade do solo, correspondente às regiões de 10 x 10 em e a \camada de 0-10 em, para o tratamento 2 e para os dois métodos aplicados. Erros associados: 02. _densidade do solo ,x IO',Kg/m'Literatura CitadaBACCHl, O.O.S.; GODOY, R; REICHARDT, K. & SILVA, AM. Demanda hídrica dacultivar São Carlos de aveia forrageira: I - Monitoramento de condições hídricas dosolo. XV REUNIÃO DA COMISSÃO SULBRASILEIRA DE PESQUISA DEAVEIA Entre Rios, Guarapuava, 1995. Anais. Entre Rios, Guarapuava - PR,Comissão Sulbrasileira de Pesquisa de Aveia, 1995. p.322-324. 1995.BOHM, W. Methods ofstudyind root systems. New York, Springer-Verlag, 1979. 194p.CRESTANA, S.; GUIMARÃES, M.F.; JORGE, L.AC.; RALISCH, R; TOZZI, cr..TORRE A & VAZ, C.M.P. Avaliação da distribuição de raízes no solo auxiliada porprocessamento de imagens digitais. R bras. Cio Solo, Campinas, 18(3):365-371, 1994.HELENE, O.AM.H. & VANIN, V.R Tratamento estatístico de dados em fisicaexperimental, São Paulo, 105p., 1981.KIEHL, E.J. Manual de edafologia relações solo-planta. São Paulo, Agronômica Ceres,246p., 1979.

Relações entre metodologias para avaliação de raízes e da densidade do solo.

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