O comportamento fenológico da cana-de-açúcar e, consequentemente, sua produtividade e maturação dependem fortemente de fatores climáticos, sendo considerados os mais importantes a disponibilidade térmica, pluviosidade e radiação solar (VAN HEERDEN et al., 2010; INMAN-BAMBER, 2004; LIU et al., 1998; SMIT; SINGELS, 2006; UEHARA et al., 2009). Segundo Beauclair (1994), modelos que não consideram o clima podem, no máximo, representar parte da variação total na faixa de 20%.
2.1.2.2 Temperatura
Segundo Almeida et al. (2008) e Liu et al. (1998), o perfilhamento, crescimento dos perfilhos em comprimento e diâmetro e número de entrenós da cana-de-açúcar se inicia a partir de temperaturas superiores a 20°C, tendo a faixa ótima de desenvolvimento entre 25°C e 33°C. Para Barbieri (1981), são 20°C e 32°C a 38°C, respectivamente, a temperatura basal e faixa ótima. De acordo com Brunini (2010), o crescimento máximo da cana é obtido com temperaturas entre 30 e 34°C, tornando-se lento em condições acima de 35°C ou inferiores a 25°C e cessa em 38°C e entre 16 a 10°C, dependendo da variedade.
Com relação especificamente à brotação de gemas, principal forma de propagação da cultura onde se plantam pedaços do colmo com uma ou mais gemas, Liu et al. (1998) consideram a temperatura mínima de 11,6°C e faixa ótima de 28°C a 30°C. Nickell (1977), citado por Scarpare (2011), considera a temperatura do ar ideal entre 34 e 37°C, com limitantes abaixo de 21°C e acima de 44°C. Esta amplitude nos valores foi observada por Pincelli et al. (2010), que verificaram diferentes temperaturas
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mínimas para brotação entre variedades, sendo que os valores variaram entre 16°C e 24°C.
Segundo Villa Nova et al. (1972), o melhor método para correlacionar temperatura e crescimento das plantas é o método de graus-dia (Figura 1), que corresponde à área compreendida entre a temperatura basal, considerada a mínima para que haja desenvolvimento vegetal, e a curva de temperatura média diária.
Figura 1. Ilustração do conceito de Graus-dia (°C).
Na fase de emergência da cultura, Singels et al. (2008) citado por Scarpare (2011), considerando a temperatura basal de 10°C para a variedade NCo 376, encontrou o somatório térmico para cana planta (do plantio até a emergência) de 428°C.d e para cana soca (colheita até a emergência) de 203°C.d. Na cana soca, Inman-Bamber (1994), considerando a temperatura basal de 16°C, verificou que o pico de perfilhamento e posterior redução no seu número se iniciou após 500°C.d e que a estabilização ocorreu com 1.200°C.d.
15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 T emp er atu ra Hora do dia
Temperatura Basal Temperatura Graus-dia
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2.1.2.3 Disponibilidade hídrica
Os déficits hídricos afetam negativamente a taxa de brotação, número de perfilhos, alongamento dos colmos, desenvolvimento foliar, produção de matéria seca, sólidos solúveis e sacarose, sendo a principal causa de redução de produtividade (BEZUIDENHOUT et al., 2001; INMAN-BAMBER, 2004; MACHADO et al., 2009; RAMESH; MAHADEVASWAMY, 2000). Segundo Inman-Bamber e Smith (2005), a fase fenológica em que ocorre o déficit hídrico pode afetar a produtividade de maior ou menor forma, sendo o alongamento dos colmos a fase mais suscetível, podendo resultar em queda de produtividade.
O estabelecimento de uma relação entre produção e consumo de água pela cana-de-açúcar é uma tarefa difícil devido às interações locais entre clima e variedade (TERAMOTO, 2003), estádio fenológico, ciclo da cultura (cana planta ou soca) e água disponível no solo (SCARDUA; ROSENFELD, 1987).
Com relação à disponibilidade hídrica, Inman-Bamber e Smith (2005) consideram um suprimento de 1.000 mm por ciclo vegetativo com uma boa distribuição suficiente para obtenção de altas produtividades em cana-de-açúcar. Para Brunini (2010), este valor deve estar na faixa de 1.100 a 1.700 mm por ano, já para Ometto (1980), este intervalo é de 1.200 a 1.500 mm, concentrado nos meses de crescimento da cultura e, no período de maturação, a seca é desejável, desde que não drástica, por reduzir o crescimento e, consequentemente, favorecer o acúmulo de sacarose.
A melhor forma de verificar a influência da disponibilidade hídrica em modelos de análise e previsão é o cálculo do balanço hídrico segundo Thornthwaite e Mather (1955), onde são levados em conta precipitação, evapotranspiração potencial e real, coeficiente da cultura (Kc) em função da fase fenológica, juntamente com a capacidade de armazenamento hídrico do solo (CAD), resultando na água disponível (BRUNINI, 2010; SCARPARI; BEAUCLAIR, 2004).
O primeiro passo no cálculo do balanço hídrico é a seleção de um determinado valor para o CAD, em mm. Este corresponde ao intervalo entre a umidade do solo na
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capacidade de campo e no ponto de murcha permanente, multiplicado pela densidade do solo e profundidade de exploração do sistema radicular da cultura (compreendido pela área em que se concentram 80% das raízes) (SENTELHAS et al., 2000).
A evapotranspiração potencial (ETP) é a quantidade de água consumida por uma superfície vegetada com grama com plena disponibilidade de água no solo, sendo assim um indicativo da demanda evapotranspirativa da atmosfera de um local num dado período. A evapotranspiração da cultura (ETc) refere-se à quantidade de água usada por uma determinada cultura na ausência de restrição hídrica. Este valor pode ser estimado pela correção da ETP pelo coeficiente de cultura (Kc), dado em função do desenvolvimento da cana-de-açúcar (Tabela 1).
Tabela 1. Coeficientes de cultura (Kc) para cana-de-açúcar. Idade da cultura (meses) Período de desenvolvimento Estádio de desenvolvimento Coeficiente (Kc) Cana planta Cana
soca mínimo Máximo médio
0 – 2 0 – 1 Do plantio até 25% de cobertura do solo Estabelecimento da cultura seguido de período vegetativo 0,40 0,60 0,50 2 – 3 1 – 2 De 25% a 50% de cobertura do solo 0,75 0,85 0,80 3 – 4 2 – 3 De 50% a 75% de cobertura do solo 0,90 1,00 0,95 4 – 7 3 – 4 De 75% a cobertura completa do solo 1,00 1,20 1,10
7 – 14 4 – 9 Utilização máxima Formação da
produção 1,05 1,30 1,20
14 – 16 9 – 10 Início da maturação
Maturação
0,80 1,05 0,95
16 – 18 10 – 12 Maturação 0,60 0,75 0,70
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Em função da dificuldade em estimar com precisão a CAD para grandes áreas, uma medida alternativa para medir a disponibilidade hídrica é o cálculo da diferença entre precipitação e evapotranspiração potencial ou da cultura (BRUNINI, 2010).
2.1.2.4 Radiação solar
A radiação solar é um fator ambiental de grande influência no processo de perfilhamento da cultura, tanto com relação à formação quanto ao crescimento. A quantidade de perfilhos aumenta com o aumento da intensidade luminosa, enquanto a elongação é reduzida (BEZUIDENHOUT et al., 2003). Este fenômeno pode ser explicado pela foto-oxidação apical, o que reduz o fluxo de auxinas e, por conseguinte há um decréscimo na inibição das gemas basais e então perfilhos se formam (VAN DILLEWIJN, 1952). Para condições de reduzida radiação solar, a emissão de novos perfilhos diminui substancialmente (CÂMARA, 1993), e quando há competição intra- específica por luz com o fechamento do dossel, há um crescimento do colmo principal e senescência dos perfilhos mais jovens (INMAN-BAMBER, 1994).
De acordo com Ortolani e Paes de Camargo (1987) citado por Marchiori (2004), a radiação solar tem influência direta em todos os fenômenos meteorológicos, determinando parcial ou integralmente na origem ou desenvolvimento de tais fenômenos. A radiação solar intervém no crescimento e desenvolvimento dos vegetais, influindo indiretamente na temperatura do ambiente e na demanda hídrica. Por este motivo, a radiação solar não é considerada diretamente em modelos de análise e previsão, mas sim os seus efeitos como temperatura e demanda por água.