A energia solar é a fonte primordial para todos os processos físicos, químicos e biológicos que influenciam o desenvolvimento das plantas (Taiz et al., 2017). Especificamente para as plantas, essa energia é crucial para a fotossíntese, um processo essencial no crescimento e desenvolvimento vegetal. Através da fotossíntese, a energia solar é absorvida e transformada em biomassa vegetal, estabelecendo o primeiro elo na cadeia alimentar como organismos produtores, que conseguem sintetizar seu próprio alimento.
A energia solar atinge a superfície terrestre através de ondas que têm comprimentos e frequências distintos. Quanto menor o comprimento da onda, maior sua frequência e, consequentemente, maior a quantidade de energia que ela carrega.
As clorofilas, os pigmentos fotossintéticos das plantas, absorvem principalmente comprimentos de onda entre 400 e 510 nm (violeta e azul), assim como entre 610 e 720 nm (vermelho). Por outro lado, as plantas refletem a faixa de comprimento de onda entre 498 e 576 nm (verde), o que contribui para a coloração verde característica dos vegetais.
Ao compararmos a produtividade de uma cultura com a quantidade de radiação solar que ela recebe, percebemos uma relação diretamente proporcional. Isso se torna ainda mais evidente quando consideramos a quantidade de luz que as plantas conseguem captar (Figura 1). Assim a produtividade da cultura pode ser descrita pela equação:
Produtividade = Σ Radiação interceptada X Eficiência no uso da radiação X Índice de colheita.
Figura 1. Relação teórica entre a radiação solar incidente (irradiância) e a produtividade (A). Relação teórica entre a radiação solar interceptada pelas plantas de milho e a produtividade de grãos (B). Relação entre produtivida de de grãos de milho e interceptação de radiação solar acumulada ao longo do ciclo na Argentina. Adaptado de: Andrade et al. (2023) (C). Relação entre produtividade de grãos de soja e interceptação de radiação solar acumu lada ao longo do ciclo em Nebraska/Estado Unidos. Adaptado de: Sadras; Calderini (2021) (D). Para os painéis C e D, a inclinação da reta representa a eficiência no uso da radiação, considerando apenas a produtividade de grãos. Para isso, foi utilizado como índice de colheita o valor 0,5.
A eficiência no uso da radiação (EUR) é calculada como a proporção entre a energia convertida em biomassa pelas plantas e a energia incidente sobre o dossel. Ela permite quantificar o quão eficientemente a cultura transforma energia luminosa em energia bioquímica (ATP), e consequentemente em biomassa e produtividade de grãos.
No caso do milho, a EUR varia de 3,31 a 3,85 g MJ-1, sendo essa variação mais influenciada pelos efeitos ambientais, principalmente a temperatura, do que pela genética (Andrade et al., 2023; Ferreira Júnior et al., 2014) (Figura 1C). Em plantas do tipo C3, como soja e arroz, a EUR varia de 1,09 a 2,95 g MJ-1 e de 1,32 a 2,95 g MJ-1, respectivamente (Cafaro La Menza et al., 2017; Moss, 2000) (Figura 1D).
No ciclo de desenvolvimento do milho, a EUR se mantém constante, ao contrário de culturas que produzem grãos ricos em óleo e proteína, como soja e girassol, que apresentam redução na EUR durante o período reprodutivo (Ferreira Júnior et al., 2014; Cafaro La Menza et al., 2017).
Em condições de alta incidência de radiação solar, plantas com folhas eretas distribuem a radiação de forma mais uniforme pelo dossel em comparação com aquelas de folhas planas. Essa característica morfológica permite uma maior penetração de radiação solar no dossel, alcançando até mesmo o terço inferior da planta, reduzindo o autossombreamento e aumentando a eficiência no uso da radiação solar.
Por isso, programas de melhoramento genético de milho têm selecionado plantas com arquiteturas de folhas mais eretas. No Brasil, as regiões Sul e Centro-Oeste são caracterizadas por alta incidência de radiação solar durante os meses de novembro a fevereiro, o que é fundamental para definir os altos potenciais produtivos dessas áreas. A variação dessa incidência ao longo do ano está associada à latitude e à duração do dia (conforme descrito no item 2.4), além da ocorrência de dias nublados.
O arranjo das plantas é uma estratégia de manejo crucial, que resulta na maior absorção de radiação solar e, consequentemente, possibilita uma elevada produção e armazenamento de fotoassimilados pelas plantas (Figura 2). Reduzir o espaçamento entre as linhas e distribuir melhor as plantas por metro linear permite uma distribuição mais equidistante no campo.
Nesse sentido, a densidade de 60 mil plantas por hectare apresenta baixa eficiência no uso da radiação, ou seja, há um número insuficiente de plantas por área para aproveitar eficazmente a radiação fotossinteticamente ativa interceptada (RFAi). A densidade que proporciona a maior eficiência no uso de RFAi é de 100 mil plantas por hectare; entretanto, nas densidades de 120 mil e 140 mil plantas por hectare, a competição intraespecífica (sombreamento) entre as plantas reduz o acúmulo de RFAi.
O aumento marginal na produtividade entre as densidades de 100 mil e 120 mil plantas por hectare pode não ser economicamente compensatório, pois o incremento na produtividade na densidade de 120 mil plantas por hectare se deve principalmente ao aumento no número de plantas por área. Deve-se considerar também o custo elevado das sementes e o aumento do risco de acamamento das plantas (Figura 2)
Figura 2. Radiação fotossinteticamente ativa (RFA) interceptada acumulada e produtividade de grãos em função da densidade de plantas de milho.
Referências Bibliográficas
ECOFISIOLOGIA DO MILHO: VISANDO ALTAS PRODUTIVIDADES / ISABELA BULEGON PILECCO… [ET AL.]. 2. ED. SANTA MARIA: [S. N.], 2024.
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