DISTRIBUIÇÃO DE FRUTOS E INTERCEPTAÇÃO LUMINOSA CALCULADAS PARA PLANTAS VIRTUAIS DE Coffea arabica EM 3D

Abstract

O acoplamento de modelos tridimensionais (3D) estruturais com os funcionais mostra-se útil na simulação de interceptação luminosa, transpiração, fotossíntese, alocação de carbono e efeito da temperatura, ao considerar diferentes níveis de organização espacial e temporal. Este trabalho teve como objetivo analisar os padrões de distribuição espacial de folhas e frutos considerando a ordem de ramificação, e consequentemente a interceptação luminosa da folhagem de plantas de Coffea arabica cultivadas em diferentes arranjos e densidades, com base em plantas virtuais construídas a partir de medições efetuados em campo. A densidade (6000, 10000 e 14000 plantas ha-1) não afetou o número de frutos, a área foliar (AF) nem a Taxa de Silhueta de Área Total (STAR) nas camadas horizontais do dossel. Aceitando menor rigor na análise estatística, observou-se que as plantas apresentaram maior produção e menor AF no arranjo quadrado do que no retangular. Os frutos apareceram com maior exuberância nos ramos plagiotrópicos de primeira e segunda ordem e nas camadas superiores e medianas. O espaço de camadas superiores foi ocupado por folhagem de primeira ordem de ramificação e poucos frutos, permitindo maior interceptação luminosa e produção para as camadas medianas e inferiores. A eficiência de interceptação foi, em geral, maior nas folhas que se originaram nos plagiotrópicos de primeira e segunda ordem, qualquer que fosse sua posição vertical no dossel. A projeção da copa das plantas virtuais foi superestimada em comparação às medições obtidas no campo, e portanto, uma futura aquisição das informações arquiteturais necessita ser mais detalhada e efetuada no nível de metâmeros.

Coupling 3D structural and functional models was shown to be highly useful in simulation of light interception, transpiration, photosynthesis, carbon allocation and temperature effects, considering different levels of spatial and temporal organization. The aim of this work was to analyze the patterns of leaf and fruit space distribution, including the branching order and consequently, the foliage light interception of Coffea arabica cultivated in different plantation densities and arranges, based on the virtual plants constructed from field measurements. The plantation density (6000, 10000 e 14000 plants ha-1) did not influence the fruit number, leaf area (AF) or silhouette to total area ratio (STAR) per layer. Accepting lower statistical rigor was permitted to observe that plants cultivated under a quadrate arrange produced less AF and more fruits compared to a rectangular. The fruits appeared most exuberantly on first and second branching orders of plagiotropics, and in the lower and medium layers. The space of superior layers was occupied by the foliage of the first branching order and the modest fruit appearance, permitting more light interception and fruit production for medium and lower layers. The light interception efficiency was generally higher for leaves originated on first and second orders of plagiotropics, whenever was their vertical position in the plant canopy. The crown projection of virtual plants was overestimated in comparison to the field measurement, which indicates the necessity of more detailed information acquisitions about the plant architecture, on a scale of metamers.