Estresse hídrico do feijão pode ser identificado pela temperatura das plantas

O monitoramento do estresse hídrico em feijão com baixa cobertura vegetal

O estudo investigou se o índice de estresse hídrico da cultura, conhecido pela sigla CWSI, poderia ser utilizado no feijão cultivado em plantio direto com palhada, inclusive quando as plantas ainda não cobrem completamente o solo. O índice utiliza a diferença entre a temperatura do dossel e a temperatura do ar, considerando as condições atmosféricas, para avaliar o estado hídrico da cultura.

O problema central é que o sensor infravermelho não enxerga apenas as folhas quando a cobertura vegetal é pequena. Parte da radiação térmica registrada vem da palhada, cuja temperatura pode ser diferente da temperatura das plantas. Isso pode distorcer o cálculo do índice.

Os pesquisadores avaliaram uma forma de corrigir essa interferência, estimando a cobertura vegetal e a diferença de temperatura entre folhas e palhada. Também investigaram se o índice corrigido apresentava relação com o conteúdo de água no solo durante diferentes fases de desenvolvimento do feijão.

Dois ciclos de cultivo permitiram calibrar e avaliar o índice

O experimento foi realizado em Campinas, São Paulo, com feijão carioca cultivado sob plantio direto e irrigação por pivô central. O primeiro ciclo, com a cultivar IAC1850, começou em 7 de agosto de 2023 e durou 91 dias. O segundo, com a cultivar IAC2051, começou em 6 de fevereiro de 2024 e durou 82 dias. O primeiro ciclo foi mantido bem irrigado; no segundo, ocorreram déficits hídricos durante a floração e o enchimento de grãos.

Sensores infravermelhos registraram a temperatura da superfície observada, enquanto sensores instalados a 0,20 m de profundidade acompanharam a umidade do solo. Os pesquisadores também mediram diretamente a temperatura das folhas e da palhada com um termômetro portátil, além de utilizar dados meteorológicos.

A cobertura vegetal foi estimada por imagens RGB no primeiro ciclo e por uma relação com a altura das plantas no segundo. Um modelo estatístico estimou a diferença térmica entre palhada e folhas a partir da radiação líquida e do déficit de pressão de vapor do ar. Com esses dados, a temperatura do dossel foi corrigida. As curvas de referência foram obtidas no primeiro ciclo e utilizadas para calcular o CWSI no segundo, considerando as fases de desenvolvimento, floração e enchimento de grãos.

A correção térmica melhorou o índice, mas ainda houve imprecisão quantitativa

Sem a correção, as medições infravermelhas produziram um comportamento incompatível com a teoria do CWSI nas fases iniciais. A relação entre a diferença de temperatura da superfície e do ar e o déficit de pressão de vapor apresentou inclinação positiva no desenvolvimento e praticamente nula na floração. Após considerar a cobertura vegetal e a temperatura da palhada, todas as fases apresentaram inclinações negativas, como esperado para plantas bem irrigadas.

A menor cobertura observada foi de 0,17 no primeiro ciclo e 0,26 no segundo. O modelo utilizado para estimar a diferença térmica entre palhada e folhas apresentou R² de 0,80 e erro quadrático médio de 3,8 °C após o agrupamento dos dados. A estimativa final da temperatura do dossel, entretanto, foi menos precisa quando a cobertura era pequena: o erro foi de 10 °C no desenvolvimento, 3 °C na floração e 2 °C no enchimento de grãos. Após retirar quatro valores discrepantes, o erro geral passou de 7 °C para 4 °C.

No segundo ciclo, o CWSI acompanhou qualitativamente as condições de água no solo. O índice médio foi menor durante o desenvolvimento, quando a irrigação foi adequada, e maior na floração, quando ocorreu déficit severo. Após filtragem e médias diárias, a relação entre CWSI e umidade do solo apresentou R² de 0,75 e erro de 0,02 m³·m⁻³.

Apesar disso, 18% dos valores do índice foram negativos e 24% ultrapassaram 1, fora da faixa teórica de 0 a 1. Os autores consideram que o resultado demonstra potencial para o monitoramento, mas ainda não representa uma estimativa quantitativa plenamente ajustada.

A temperatura pode complementar o acompanhamento da água no solo

O resultado indica que sensores térmicos podem fornecer informações úteis sobre a condição hídrica do feijão, desde que a temperatura registrada represente adequadamente as plantas. Quando há palhada visível entre as linhas, interpretar a leitura bruta como temperatura do dossel pode produzir conclusões equivocadas, especialmente no início do ciclo.

A correção proposta permite considerar essa mistura de temperaturas e obter um índice que acompanha a variação da umidade do solo. Na prática, isso aponta para uma possibilidade de complementar o monitoramento hídrico com informações da própria cultura, em vez de depender exclusivamente de medições do solo.

O artigo, porém, não estabelece uma regra operacional de irrigação nem demonstra economia de água ou aumento de produtividade. A aplicação quantitativa ainda depende de aprimorar a estimativa da temperatura da palhada e os limites de referência do índice. Os autores propõem, como próximos passos, o uso de um sensor dedicado à palhada e a elaboração de mapas térmicos para estimar a distribuição espacial da água no solo.

O método é especialmente relevante quando a palhada aparece entre as plantas

Os resultados são mais relevantes para o monitoramento de feijão irrigado em plantio direto, sobretudo durante o desenvolvimento e outras situações em que o dossel ainda não cobre toda a superfície observada pelo sensor. Nessas condições, a palhada pode influenciar substancialmente a temperatura registrada.

A pesquisa também interessa ao desenvolvimento de sistemas de sensoriamento infravermelho e ferramentas de irrigação de precisão que utilizem a temperatura das plantas. A evidência, contudo, foi obtida em dois ciclos experimentais em Campinas, com cultivares carioca e condições específicas de manejo. O estudo não demonstra que os mesmos parâmetros possam ser aplicados diretamente a outras culturas, regiões ou sistemas de cultivo.

A pesquisa corrige a interferência da palhada sem exigir cobertura completa

A contribuição central é uma forma de estimar a temperatura do dossel quando o sensor infravermelho observa simultaneamente folhas e palhada. Em vez de depender apenas de medições feitas sobre uma cobertura vegetal quase completa, o procedimento utiliza a proporção de cobertura e um modelo da diferença térmica entre os dois componentes.

O estudo também combina duas formas de estimar a cobertura vegetal, usando imagens RGB e uma relação baseada na altura das plantas, conforme os dados disponíveis em cada ciclo. Essa abordagem permitiu avaliar o CWSI em coberturas inferiores a 0,8, faixa que os autores destacam como um desafio para medições convencionais. A novidade está na correção metodológica e em sua avaliação experimental, não na demonstração de uma tecnologia de irrigação já pronta para uso comercial.

Medir a temperatura correta é essencial para interpretar o estresse hídrico

A principal lição é que uma leitura térmica não representa necessariamente a temperatura das plantas. Em cultivos com baixa cobertura vegetal, o sensor registra uma combinação das superfícies presentes em seu campo de visão. No feijão com palhada, essa interferência foi suficiente para alterar o comportamento das curvas utilizadas no cálculo do índice de estresse hídrico.

Ao corrigir a contribuição da palhada, os pesquisadores conseguiram recuperar o comportamento esperado das curvas de referência e observar uma relação entre o CWSI e a umidade do solo. Isso reforça a importância de considerar a estrutura do cultivo ao desenvolver métodos de sensoriamento.

Ao mesmo tempo, os valores fora da faixa teórica e os erros de estimativa mostram que a correção ainda precisa ser aperfeiçoada. O estudo oferece uma base experimental para avançar no monitoramento térmico do feijão, mas não define um índice universal nem um limite de irrigação aplicável a qualquer lavoura.

O resultado amplia as possibilidades de monitoramento nas fases iniciais

O CWSI depende de uma estimativa confiável da temperatura do dossel. Em culturas que deixam o solo ou a palhada expostos, essa exigência dificulta a utilização do método durante parte do ciclo. A pesquisa mostra que é possível reduzir essa interferência e obter informações coerentes com a condição hídrica do feijão mesmo com cobertura vegetal relativamente baixa.

A relevância está em avançar uma etapa necessária para ferramentas de monitoramento que possam acompanhar a cultura desde fases mais precoces. A relação observada com a umidade do solo sustenta esse potencial, enquanto os erros quantitativos indicam quais aspectos ainda precisam ser desenvolvidos antes de uma aplicação operacional mais ampla.