ANÁLISE COMPARATIVA ENTRE MÉTODOS DE ESTIMATIVA DE ÁREA FOLIAR PARA OITO ESPÉCIES OCORRENTES NA UNIVERSIDADE DO ESTADO DE MATO GROSSO, CAMPUS DE ALTA FLORESTA

ANÁLISE COMPARATIVA ENTRE MÉTODOS DE ESTIMATIVA DE ÁREA FOLIAR PARA OITO ESPÉCIES OCORRENTES NA UNIVERSIDADE DO ESTADO DE MATO GROSSO, CAMPUS DE ALTA FLORESTA MACEDO, Weslaine de Almeida (1); DA SILVA, Rosália do Nascimento (1), DOS SANTOS, Bruna Natália Veloso (1), SOUZA, Sérgio Alessandro Machado (2) em Ciências Biológicas – UNEMAT/ Campus Alta Floresta, MT. da Universidade do Estado de Mato Grosso/ UNEMAT – PPGBioAgro – Campus Alta Floresta MT, Brasil 1 Graduandos 2

Prof.

RESUMO O presente estudo teve como objetivo, avaliar a exatidão de duas metodologias empregadas na estimativa da área foliar. Dessa forma, foram coletadas, via amostragem simples ao acaso, folhas integras de oito espécies: Manihot esculenta, Hibiscus rosa-sinensis, Punica granatum, Psidium guajava, Anacardium occidentale, Eugenia uniflora, Capsicum annuum e Nectandra grandiflora. A área de 10 folhas, de cada uma das espécies supracitadas, foi estimada via integrador de área foliar, LICOR 3100, e pelo programa análise de imagens ImageJ, onde utilizou-se as mesmas folhas, mas de forma digitalizadas por meio de um scanner. Os valores da área foliar, em ambas metodologias, foram analisados por intervalo de confiança ao nível de 95%. As duas metodologias empregadas, apresentaram valores semelhantes, indicando que, a metodologia com o uso de imagens digitalizadas via scanner, com o auxílio do programa ImageJ, apresenta uma expressiva vantagem sobre o integrador de área foliar LI-COR 3100, pois é uma metodologia rápida, barata, de pouca necessidade de manutenção e apresenta os mesmos resultados. Palavras-chave: LI-COR, ImageJ, Scanner ABSTRACT The present study aimed to evaluate the accuracy of two methods used to estimate the leaf area. Thus, via simple random sampling, intact leaves of eight species were collected: Manihot esculenta, Hibiscus rosa-sinensis, Punica granatum, Psidium guajava, Anacardium occidentale, Eugenia uniflora, Capsicum annuum and Nectandra grandiflora. The area of 10 leaves of each of these species was estimated via integrator of leaf area named LI-COR 3100, as well as by means of ImageJ image analysis program, in which the same leaves were used, but in a digitized scheme via scanner. The values of leaf area in both methodologies were analyzed by confidence interval at 95%. The two methods were very similar, indicating that the method using digitized images via scanner with the aid of ImageJ software presents a significant advantage over the integrator 3100 LI-COR leaf area because it is a rapid method, cheap, with low maintenance requirements and shows the same results. Key-words: LI-COR, ImageJ, Scanner INTRODUÇÃO A determinação da área foliar é fundamental para ampliar os estudos dos aspectos fisiológicos que envolvem análise de crescimento, fotossíntese e transpiração, bem como quantificar os danos causados por pragas e doenças

foliares. No aspecto prático, pode-se estimar a perda de água pela análise da área foliar (FAVARIN et al., 2001), contribuindo, assim, para maior eficiência econômica na utilização da água, uma vez que se trata de recurso escasso, por meio do manejo adequado da irrigação. A folha é o principal órgão no processo transpiratório, sendo responsável pelas trocas gasosas entre a planta e o ambiente (PEREIRA et al., 1997), razão pela qual o conhecimento da superfície foliar é de grande utilidade para a avaliação de outras técnicas culturais como poda, adubação, densidade de plantio e aplicação de defensivos. A determinação de área foliar pode ser realizada por métodos diretos ou indiretos, destrutivos ou não-destrutivos. Os métodos diretos são aqueles que utilizam medições realizadas diretamente nas folhas. Os métodos indiretos baseiamse na correlação conhecida entre a variável medida e área foliar. Os métodos destrutivos exigem a retirada da folha ou outras estruturas, o que muitas vezes não é possível devido à limitação do número de plantas na parcela experimental. Nos métodos não-destrutivos, as medidas são tomadas na planta, sem necessidade de remoção de estruturas, preservando sua integridade e permitindo a continuidade das medições na mesma planta. Existem na literatura vários métodos de determinação de área foliar, sendo os mais utilizados o método por discos foliares, o método de dimensões foliares e o método por equipamento medidor LI-COR® e imagens digitalizadas. Atualmente, câmeras digitais e imagens digitalizadas são ferramentas promissoras para medição de área foliar em campo por serem portáteis, mais baratas que o LI-COR® e talvez mais precisos que os métodos de dimensões foliares e discos foliares, principalmente em situações nas quais as folhas estão danificadas. O objetivo deste trabalho foi avaliar dois métodos de determinação de área foliar nas espécies: Punica granatum L., Myrcia cauliflora Berg, Psidium guajava L., Anacardium occidentale L. Manihot esculenta Crantz., Anacardium occidentale L., Aphelandra squarrosa Nees, Eugenia uniflora L., Capsicum annuum L. e Nectandra grandiflora Nees via dimensões foliares pelo medidor de área foliar LI-COR e imagens digitalizadas via scanner. MATERIAL E MÉTODOS O experimento foi realizado no laboratório de sementes da Universidade do Estado de Mato Grosso (UNEMAT), Campus de Alta Floresta. Foram avaliados dois métodos de determinação de área foliar (AF): dimensões foliares pelo medidor de área foliar LI-COR e imagens digitalizadas via scanner. Método pelo medidor de área foliar LI-COR 3100 Foram utilizadas 10 folhas de cada uma das seguintes espécies: M. esculenta (mandioca), H. rosa-sinensis (hibisco), P. granatum (romã), P. guajava (goiaba), A. occidentale , E. uniflora (pitanga), C. annuum (pimentão) e N. grandiflora (canela branca). Para a estimativa do índice de área foliar, foi utilizado o integrador de área foliar modelo LI-COR modelo 3100. Os folíolos foram passados pelo aparelho, um a um, em ordem numérica, e os valores de área foliar retornados, anotados, e confeccionados em uma tabela.

Método de imagens digitalizadas via scanner As 10 folhas de cada uma das espécies foram digitalizadas por scanner (HP Laser Jet M1132) em uma resolução de 300 dpi (dots per inch – pontos por polegada), sendo as imagens armazenadas em um microcomputador, no formato TIFF (tagged image file format). Em seguida, na barra de ferramentas do programa ImageJ, obteve-se todas as imagens das espécies, de forma independente. A seguir, foi determinado o valor da escala a ser utilizada na estimativa da área foliar, com o auxilio do comando Analyse/Set Scale; com a finalidade de obter os resultados das medidas em centímetros (cm), na caixa de dialogo Set Scale, optouse por atribuir o valor 2.54 no item Known distance, e a unidade cm em United of Length. Em seguida, na ferramenta Analyse/Set Measurements, foi indicada a variável a ser mensurada na imagem digitalizada, ou seja, a área. Na próxima etapa foi descartada a informação de cor, Image/Type/8-bit. Posteriormente as imagens foram binarizadas (Process/Binary/Make Binary), com a finalidade de obter as imagens em apenas duas tonalidades. Após esses passos, foram obtidos os valores da área foliar de cada uma das 10 folhas, de cada uma das espécies, com o auxilio da ferramenta Analyze/Analyze Particles, marcando nessa caixa de dialogo os itens Display Results e Clear Results. Os dados resultantes foram armazenados em uma planilha de dados (Excel for Windows), permitindo assim a análise estatística subsequente. Análise estatística A análise dos dados da área foliar foi realizada por intervalo de confiança para proporção com auxílio do programa GENES (Cruz, 2006), empregando o método de amostragem simples ao acaso. Os resultados da área foliar foram submetidos à análise de variância (ANOVA) RESULTADOS E DISCUSSÃO Testes comparativos da estimativa da área foliar já foram realizados em algumas espécies, como Coffea arabica (TAVARES-JÚNIOR et al, 2002), Citrus sinensis (GODOY et al., 2007) e Cucurbita moschata (GRECCO et al., 2011), evidenciando assim a importância de metodologias comparativas nos estudos da área foliar. Porém em nenhum destes foi utilizada a mesma abordagem do presente estudo. Os valores médios da área foliar das espécies estão representados na Tabela 1. Os dados indicam que foi possível observar valores semelhantes para todas as espécies entre os dois métodos avaliados (Li-COR e Scanner), e o intervalo de confiança, ao nível de 95% de probabilidade, evidenciou que os valores não apresentaram diferenças entre esses métodos. A utilização de imagens digitais obtidas por scanner e processadas por programas específicos foi realizada por TAVARES-JÚNIOR et al. (2002), que utilizaram o SIARCS 3.0 (Sistema Integrado para Análises de Raízes e Cobertura do Solo) desenvolvido pela EMBRAPA/ CNPDIA. Neste método, para estimar a área foliar de cafeeiro em relação aos métodos do retângulo circunscrito aos limbos foliares e dos discos foliares, ele apresentou maior exatidão. Uma das dificuldades dos métodos que utilizam as imagens digitais para estimar a área foliar é a necessidade de um programa computacional capaz de processar a imagem, calculando a área desejada, pois estes geralmente são de custo elevado. GODOY (2005) encontrou resultados precisos utilizando dois

programas comumente utilizados: um, o editor de imagem (Corel Photo Paint TM) e outro, uma planilha de cálculo (Microsoft Excel 2000 TM) para calcular a taxa de cobertura do solo com base em imagens digitais obtidas de câmera fotográfica. Tabela1. Valores médios percentuais, limite inferior (LI) e limite superior (LS) para duas metodologias de estimativa de área foliar de oito espécies, o medidor de área foliar LI-COR 3100 e o Scanner.

Espécie Mandioca (M. esculenta) Hibisco (H. rosa-sinensis) Romã (P. granatum) Goiaba (P. guajava) Caju (A. occidentale) Pitanga (E. uniflora) Pimentão (C. annuum) Canela branca (N. grandiflora) Desvio padrão médio

Média em cm2 (LI – LS) LI-COR Scanner 113,34 (102,72 – 124,72) 114,48(102,14 – 123,09) 43,08 (28,37 – 60,24) 45,41(26,98 – 57,09) 5,47 (4,58 – 6,27) 5,48 (4,62 – 6,21) 35,85 (28,33 – 43,14) 36,25 (28,04 – 42,64) 68,13 (58,28 – 79,92) 69,85 (56,74 – 78,04) 11,66 (7,24 – 12,45) 10,02 (9,60 – 13,44) 20,51(18,20 – 23,42) 20,99 (17,85 – 22,83) 23,01(20,17 – 27,00) 23,82 (19,43 – 26,14) 9,38 8,93

Ao utilizar o programa ImageJ no presente estudo, o mesmo demonstrou ser eficiente, pois ao estimar a área foliar das espécies supracitadas, foi possível observar que os valores ficaram dentro do mesmo intervalo. Outra vantagem do programa é que o mesmo é gratuito, não sendo necessário arcar com a compra ou com a obtenção da licença para a sua utilização. A análise de variância (Tabela 2) indicou que não houve diferença significativa entre as duas metodologias empregadas, ou seja, que o integrador de área foliar LICOR 3100 e a digitalização das imagens, via scanner, não apresentaram diferença nas estimativas de área foliares. Resultados semelhantes foram encontrados por GODOY et al. (2007) em laranja pera, ao comparar imagens obtidas via câmera digital e o analisador de área foliar do mesmo modelo do presente estudo, enfatizando assim, que se pode utilizar metodologias alternativas na análise da área foliar de diferentes espécies. Tabela 2. Resumo da Análise de variância (ANOVA), para a variável área foliar, de oito espécies, obtidas por duas metodologias, LI-COR 3100 e Scanner. Fonte de variação Espécie Metodologia Espécie x Metodologia Resíduo Total

gl 7 1 7 144 159

SQ 145218,62 14320,43 20989,58 18676,79 199205,43

* Significativo ao nível de 5% de probabilidade pelo teste F. ns não significativo.

QM 20745,51 14320,43 2998,51 129,69

F 6,91* 4,77ns 23,11ns

CONCLUSÕES Evidencia-se, dessa forma, que a estimativa da área foliar obtida via imagens digitalizadas por meio de scanner apresentou valores semelhantes estatisticamente aos valores do integrador de área foliar LI-COR 3100. A metodologia de imagens digitalizadas via scanner, com o auxílio do programa ImageJ, apresenta uma expressiva vantagem sobre o integrador de área foliar LICOR 3100, pois é uma metodologia rápida, barata e de pouca necessidade de manutenção. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ADAMI, M.; HASTENREITER, F.A.; FLUMIGNAN, D.L.; FARIA, R.T. Estimativa de área de folíolos de soja usando imagens digitais e dimensões foliares. Bragantia, Campinas, v.67, n.4, p.1053-1058, 2008. FAVARIN, J.L. Estimativa do consumo hídrico do cafeeiro em função de parâmetros climatológicos. Embrapa Café, Brasília, p.47-48. 2001. GODOY, L.J.G.; YANAGIWARA, R.S.; BÔAS, R.L.V.; BACKES, C.; LIMA, C.P. Análise da imagem digital para estimativa da área foliar em plantas de laranja “pêra”. Revista Brasileira de Fruticultura, Jaboticabal, v. 29, n. 3, p. 420-424, 2007. GRECCO, E.D.; SILVEIR, L.F.V.; LIMA,V.L.S.; PEZZOPANEL, J.E.M. Estimativa do índice de área foliar e determinação do coeficiente de extinção luminosa da abóbora Cucurbita moschata var. japonesa. IDESIA, v. 29, n 1, 2011. PEREIRA, A.R. Estimativa da área foliar em milharal. Bragantia, Campinas, v.46, n.1, p.147-150, 1987. TAVARES-JÚNIOR, J.E.; FAVARIN, J.L.; DOURADO-NETO, D.; MAIA, A.H.N.; FAUZUOLI, L.C.; BERNARDES, M.S. Análise comparativa de métodos de estimativa de área foliar em cafeeiro. Bragantia, Campinas, v. 61, n. 2, 199-203, 2002.