Photosynthesis, Chlorophylls, and SPAD Readings in Coffee Leaves in Relation to Nitrogen Supply

The export of nitrogen (N) from senescent plant parts is important for the efficient use of this macronutrient. The objective of this study was to establish correlations among the photosynthetic pigment content, total N, and the photosynthetic variables with the SPAD-502 readings in Coffea arabica leaves. Correlations were established among the chlorophyll content, N content, and chlorophyll a and b with SPAD-502 readings taken on coffee leaves at different months. The results show that all variables decreased with time. However, correlation increased linearly with N doses. Total chlorophyll presented a direct linear correlation with readings of the portable chlorophyll meter. The SPAD readings have shown to be a good tool to diagnose the integrity of the photosynthetic system in coffee leaves. Thus, the portable chlorophyll SPAD-502 instrument can be used to evaluate the N status and can also help to evaluate the photosynthetic process in coffee plants.

SPAD-502 readings in response to photon fluence in leaves with different chlorophyll content

The chlorophyll meter (SPAD-502) is widely used to estimate chlorophyll content, but non-uniform chloroplast distribution can affect its accuracy. This study aimed to assess the effect of photon fluence (F, irradiance x time of illumination) in leaves with different chlorophyll content and determine the effect of chlorophyll a/b on SPAD values of four tropical tree species (Croton draconoides Müll. Arg., Hevea guianensis Aubl., Hymenaea courbaril L. and Matisia cordata H.B.K.). There were also determined calibration equations for the chlorophyll meter and assessed the effect of F on SPAD values between 07:00 h and 17:00 h. Calibration equations were obtained after determining leaf chlorophyll content in the laboratory. Increases in F with time caused a reduction in SPAD values in species with a high chlorophyll content, with reductions of 20% in M. cordata and 10% in H. guianensis. Leaves of C. draconoides and H. courbaril had lower chlorophyll content and showed no changes in SPAD values with increase in F. The chlorophyll a/b ratio increased with SPAD values and the SPAD/chlorophyll relationship was best described by an exponential equation. It seems that F may affect SPAD values in leaves with high chlorophyll content, probably due to non-uniform chloroplast distribution at high irradiance. This indicates that SPAD values tend to be more accurate if recorded early in morning when irradiance is low.

Effects of growth reducer and nitrogen fertilization on morphological variables, SPAD index, interception of radiation and productivity of wheat

ABSTRACT The objective of this study was to evaluate the effect of growth reducer and nitrogen fertilization on morphological variables, SPAD index, radiation interception, and grain yield of three cultivars of wheat. The experimental design was a randomized block in factorial scheme 3x5x2, with three cultivars (Mestre, Iguaçú and Itaipú), five nitrogen doses (0, 40, 80, 120, 160 Kg ha-1), and application or no application of a growth reducer, with three replications. The following characteristics were evaluated: plant height, SPAD index, leaf area index (LAI), Global Radiation Interception (GRI) and grain yield. The Tukey test (p < 0.05) was used for the comparison between the means of cultivar and growth reducer factors, and for a regression analysis to evaluate N levels. Increasing the dose of nitrogen promotes an increase in LAI of plants of wheat crops differently among cultivars, which leads to a greater degree of global radiation interception. At doses higher or equal to 120 Kg ha-1 of nitrogen, there are significant differences in grain yield between treatments with and without the application of the growth reducer. The significant interaction between growth reducer and nitrogen dose, showed that applications of growth reducer increase the GRI at doses above and below 80 Kg ha-1 of nitrogen. Nitrogen rates of 138 and 109 Kg ha-1 are responsible for maximum grain yields of wheat, which is 4235 and 3787 Kg ha-1 with and without the use of growth reducer, respectively.

O SPAD-502 como alternativa para a determinação dos teores de clorofila em espécies frutíferas

A relação entre o teor absoluto de clorofila e o teor relativo de clorofila obtido pelo SPAD-502 foi determinada em quatro espécies frutíferas (cupuaçu, araçá-boi, limão e urucum). O teor absoluto de clorofila foi determinado usando um espectrofotômetro após a extração dos pigmentos em acetona 80%. O teor de clorofila total (y) foi relacionado com os valores do SPAD (x), como segue: y = 93,95e0,0356x, r² = 0,80 para o urucum; y = 125,41e0,0205x, r² = 0,67 para o cupuaçu; y = 67,58e0,0374x, r² = 0,80 para o limão e y = 66,96e0,0365x, r² = 0,92 para o araçá-boi.

Nitrate reductase activity and spad readings in leaf tissues of guinea grass submitted to nitrogen and potassium rates

Nitrogen and K deficiency are among the most yield limiting factors in Brazilian pastures. The lack of these nutrients can hamper the chlorophyll biosynthesis and N content in plant tissues. A greenhouse experiment was carried out to evaluate the relationship among N and K concentrations, the indirect determination of chlorophyll content (SPAD readings), nitrate reductase activity (RNO3-) in newly expanded leaf lamina (NL) and the dry matter yield for plant tops of Mombaça grass (Panicum maximum Jacq.). A fractionated 5² factorial design was used, with 13 combinations of N and K rates in the nutrient solution. The experimental units were arranged in a randomized block design, with four replications. Plants were harvested twice. The first harvest occurred 36 days after seedling transplanting and the second 29 days after the first. Significance occurred for the interaction between the N and K rates to SPAD readings and to RNO3- assessment taken on the NL during the first growth. Besides, RNO3- and SPAD readings increased only with the NL N concentration, reaching the highest values of both variables up to about 25 g kg-1, but were ratively constant at higher leaf N. Significant relationships either between SPAD readings or RNO3- activity and shoot dry mass weight were also observed. The critical levels of N concentration in the NL were, respectively, 22 and 17g kg-1 in the first and second harvest. Thus, SPAD instrument and RNO3- assessment can be used as complementary tools to evaluate the N status in forage grass.

Calibração do medidor de clorofila Minolta SPAD-502 para avaliação do conteúdo de nitrogênio do milho

O objetivo deste trabalho foi calibrar o medidor de clorofila Minolta SPAD-502 para avaliação da nutrição nitrogenada das plantas de milho, baseando-se na prévia comparação das leituras de clorofila com os teores obtidos pelos extratores N,N-dimetilformamida (DMF) e acetona 80%. No campo, foram avaliados os teores de clorofila em folhas de milho cultivado sob plantio direto após a cultura de aveia-preta e após a de tremoço-branco, por duas safras consecutivas. A extração da clorofila com a solução DMF, por 72 horas, foi a mais indicada para a calibração do medidor de clorofila SPAD502 na cultura do milho. O ajuste do modelo linear expressou melhor a relação entre o conteúdo de clorofila e as leituras do SPAD na cultura do milho, e seu uso produziu resultados coerentes com o estado nutricional da cultura.

Uso do SPAD-502 na avaliação dos teores foliares de clorofila, nitrogênio, enxofre, ferro e manganês do algodoeiro herbáceo

A aplicação do medidor indireto de clorofila SPAD-502 tem sido estudada para diversas culturas e com resultados satisfatórios, para predição do estado nutricional de nitrogênio. O objetivo deste trabalho foi avaliar o emprego do SPAD-502 na avaliação dos teores foliares de clorofila, N, S, Fe e Mn, em algodão herbáceo, cultivado em casa de vegetação. Foram instalados quatro experimentos, e foram estudadas doses de N (1,5, 7,5, 15 e 22,5 mM L-1), S (0,2, 1, 2 e 3 mM L-1), Fe (10, 50, 100 e 150 µmol L-1) e Mn (10, 50, 100 e 150 µmol L-1), equivalentes em todos os casos a 0,1, 0,5, 1,0 e 1,5 vez a concentração normal da solução Hoagland & Arnon, respectivamente. A clorofila a se relaciona mais fortemente com as leituras SPAD do que as clorofilas b. As leituras SPAD correlacionaram-se, positivamente, com os teores foliares de N e negativamente com os de S. Os teores foliares de Fe e Mn não apresentaram correlação com as leituras SPAD.

Gas exchanges in peach palms as a function of the spad chlorophyll meter readings

The close relationship between the chlorophyll-meters readings and the total chlorophyll and nitrogen contents in leaves, has allowed their evaluation both in annual and perennial species. Besides, some physiological events such as the CO2 assimilation have also been estimated by chlorophyll meters. This work was carried out aiming to evaluate the gas exchanges of peach palms as a function of the chlorophyll SPAD-Meter readings. Three year-old peach palms from Yurimaguas, Peru were studied in Ubatuba, SP, Brazil, spaced 2 x 1 m in area under a natural gradient of organic matter which allowed four plots to be considered, according to the peach palms leaves colors, from light yellow to dark green. The SPAD readings and the stomatal frequency of leaflets were evaluated. The photosynthetic photon flux density (PPFD, μmol m-2 s-1), the leaf temperature (Tleaf, ºC), the CO2 assimilation (A, μmol m-2 s-1), the stomatal conductance (g s, mol m-2 s-1), the transpiration (E, mmol m-2 s-1) and the intercellular CO2 concentration (Ci, μmol mol-1) were evaluated with a portable infrared gas analyzer (LCA-4, ADC BioScientific Ltd., Great Amwell, U.K.). A linear increase in the CO2 assimilation as a function of the SPAD readings (y = -0.34 + 0.19x, R² = 0.99), indicates that they can be a rapid and cheap complementary method to evaluate in peach palms some important physiological events, such as CO2 assimilation.

Leitura SPAD em abacaxizeiro imperial cultivado em deficiência de macronutrientes e de boro

O equipamento Minolta SPAD-502 mede a intensidade da coloração verde das folhas e tem sido utilizado na quantificação de clorofilas, caracterizando-se pela rapidez, simplicidade e, principalmente, por possibilitar uma avaliação não destrutiva do tecido foliar. O objetivo deste trabalho foi calibrar a leitura SPAD, correlacionando-a com o diagnóstico das deficiências induzidas de macronutrientes e de boro associando às deficiências ao crescimento vegetativo do abacaxizeiro. O experimento constou de oito tratamentos: Completo, -N, -P, -K, -Ca, -Mg, -S e - B, em blocos casualizados completos, com seis repetições. Foram avaliados o comprimento e a largura da folha "D" (marcada) e realizadas leituras com o medidor de clorofila SPAD 502. O uso do método de medida indireta da clorofila é adequado para a avaliação do estado nutricional de N e de crescimento vegetativo do abacaxizeiro 'Imperial'. O valor Spad e a concentração foliar de N no tratamento completo são, respectivamente: 75,7 e 14,8 g kg-1, e no deficiente de N: 36,6 e 9,7g kg-1. Com exceção das deficiências de N e P, os demais tratamentos não afetaram a leitura SPAD.

Teor de clorofila e índice SPAD no abacaxizeiro cv. vitória em função da adubação nitrogenada

Tendo em vista a demanda do mercado por novas variedades e a necessidade de melhoria no manejo nutricional do abacaxizeiro, realizou-se este experimento com objetivo de avaliar o teor de clorofila e o índice SPAD no abacaxizeiro 'Vitória' em função da adubação nitrogenada com ureia e cama de frango. Para o efeito, foi instalado um experimento no delineamento em blocos casualizados, com quatro repetições. Os tratamentos consistiram em cinco doses de N, em duas fontes, orgânica (cama de frango) e mineral (ureia), totalizando nove combinações geradas através da matriz Composto Central de Box: T1, 44 e 2,91; T2, 152 e 0; T3, 0 e 10; T4, 44 e 17,1; T5, 260 e 2,91; T6, 152 e 10; T7, 152 e 20; T8, 304 e 10; e T9, 260 e 17,1 g planta-1. Foram avaliados o índice SPAD, o teor de clorofila na folha e o teor de N na folha D. Para o teor relativo de clorofila (SPAD), estimou-se o máximo valor com as doses de 16,37 g planta-1 de ureia e 200,69 g planta-1 de cama de frango. Para o teor de clorofila na folha D, obteve-se o valor máximo estimado com 19,4 g planta-1 de ureia. O índice SPAD possui correlação positiva com o teor de clorofila e com o teor de N na folha.

EFECTOS DEL ENRIQUECIMIENTO CON SELENIO EN SPAD, CALIDAD DE LA FRUTA Y PARÁMETROS DE CRECIMIENTO DE PLANTAS DE FRESA EN UN SISTEMA DE CULTIVO SIN SUELO

RESUMEN El selenio (Se) es un elemento traza esencial no solo para animales, plantas y microorganismos, sino también para la salud de las personas. Por ello, parece que aumentar las cantidades de selenio en plantas puede tener implicaciones positivas. El objetivo de este trabajo fue determinar en un sistema de cultivo sin suelo con fibra de coco el efecto del selenito (Se IV) y selenato (Se VI) en el peso, calidad de las frutas de fresa, así como en variables de crecimiento y contenido de clorofilas de las hojas jóvenes y adultas de la planta de fresa de la variedad ‘Splendor’. Los tratamientos fueron: T1 Se(IV)F (foliar), T2 Se(IV)S (sustrato), T3 Se(VI)F, T4 Se(VI)S y T5 control (sin aporte de Se). Se aplicaron semanalmente las mismas concentraciones de Se(IV) y Se(VI). Los resultados del análisis mostraron que el efecto de los tratamientos sobre firmeza, sólidos solubles totales y acidez titratable en frutas fue significativo. Los valores más altos de firmeza y sólidos solubles fueron mostrados por el tratamiento T4. Los mayores valores para el pH se producen en los tratamientos con T2 y T4. Los resultados indican que el Se tiene un efecto positivo sobre los valores de SPAD en hoja vieja. Las plantas con tratamiento de selenio presentaron un mayor número de hojas en relación a las plantas control.

Influência do cultivar, do tipo de folha e do tempo de cultivo na medida indireta da clorofila (spad) em mudas de goiabeira

A análise foliar de nitrogênio, comumente empregada em laboratórios de rotina, é destrutiva e nem sempre rápida, obstante para a tomada de decisão. Objetivou-se com a pesquisa estudar as medidas SPAD, em mudas de goiabeira (Psidium guajava L.) cultivada em solução nutritiva completa, observando-se as diferenças entre cultivares, épocas de amostragem e tipos de folhas avaliadas. O delineamento foi inteiramente casualizado, com quatro repetições, em parcelas sub-subdivididas. Assim, foi utilizada como parcela as duas cultivares de goiabeira (Paluma e Século XXI), como subparcelas os tipos de folhas (+1, +2 e +3) e, cinco épocas de amostragem ao longo do período experimental (60, 75, 90, 105 e 120 dias, após o transplantio de mudas) Concluiu-se que a leitura SPAD em mudas de goiabeira é influenciada pela cultivar, tipo de folha e época de amostragem. O terceiro par de folhas mostrou-se mais adequado para avaliar o estado nutricional do nitrogênio nas mudas de goiabeira a partir da leitura SPAD. As cultivares de goiabeira apresentaram diferença na leitura SPAD apenas aos 60 e 90 dias após o transplantio, independentemente do tipo de folha.

Esverdeamento em cultivares de batata avaliado pela escala visual e índice spad

Foi avaliado o esverdeamento em tubérculos de cultivares de batata utilizando dois métodos de determinação (escala visual de notas e índice spad). Utilizou-se o delineamento experimental inteiramente casualizado, com quatro repetições, em esquema fatorial 18 x 5, constituído por cultivares (Agata, Apuã (IAC-5977), Aracy (IAC-2), IAC Aracy Ruiva, Asterix, Bintje, Dali, Clone IAC-6090, Itararé (IAC-5986), Laguna, Remarka, Liseta, Mondial, Novita, Oscar, Picasso, Santana e Solide) e tempo de armazenamento (5; 10; 15; 20 e 25 dias). Todas as cultivares apresentaram desempenho linear e crescente pelo índice spad, com excecão da Bintje, com spad médio de 1,23. Pela escala visual, as cultivares apresentaram desempenho quadrático e linear. A cultivar Bintje é resistente ao esverdeamento determinado pelos dois métodos. O índice spad pode ser utilizado para determinação do esverdeamento do 10º ao 25º dia de armazenamento.

Pigmentos fotossintéticos e índice spad como descritores de intensidade do estresse por deficiência hídrica em cana-de-açúcar

The objective of this study was to evaluate the responses of sugar cane subject to water stress by photosynthetic pigments (chlorophylls a, b, total a + b, ratio chlorophylls a/b and carotenoids) and verify the use of SPAD index as a cultivar differentiation tool. The experiment was carried out in a greenhouse, where four cultivars (IACSP95-5000, RB835054, RB928064 and SP80-3280) were grown in pots. After 65 days of planting, two treatments were implemented, i.e., with no stress (-D) and with water stress (D +). Cultivars of sugar cane respond differently in relation to photosynthetic pigments when subjected to water deficit. Cultivars IACSP95-5000 and RB928064 have less effect of drought, that is attributed to the ability of maintaining the chlorophyll and carotenoid content, as well as higher SPAD index values under this condition. Water stress affects with more intensity the cultivars RB835054 and SP80-3280 due to higher reductions in photosynthetic pigments and SPAD index. SPAD index is correlated with chlorophyll and carotenoid content in sugar cane and can be used as a technique for selecting tolerant cultivars to drought in breeding programs.

Índice SPAD e trocas gasosas ao longo do dia para diferenciação de cana-de-açúcar sob deficiência hídrica

Pós-graduação em Agronomia (Agricultura) - FCA