Inter-relações de variáveis ambientais com características morfoprodutivas e hídricas de cactáceas Nopalea sp. e Opuntia sp. no semiárido brasileiro | Inter-relationships of environmental variables with morphoproductive and water characteristics of cactaceae Nopalea sp. and Opuntia sp. in the brazilian semi-arid region

Há uma carência de estudos que abordem as inter-relações entre as variáveis ambientais, o crescimento, a evapotranspiração e o acúmulo de biomassa de clones de palma forrageira em condições de campo. Assim, o objetivo deste estudo foi analisar a contribuição de variáveis ambientais nas características morfológicas de clones dos gêneros Nopalea e Opuntia, assim como destas variáveis e dos aspectos morfológicos na transferência de água na interface palma-atmosfera. Além disso, verificou-se a influência das características estruturais dos cladódios (CE-Cladódios) sobre a arquitetura das plantas (CE-Planta). Finalmente, foram avaliados os efeitos destas características, em conjunto com a evapotranspiração, na explicação da capacidade de acúmulo de biomassa da cultura. O experimento foi conduzido em Serra Talhada, no estado de Pernambuco, onde os clones IPA Sertânia (IPA, Nopalea), Miúda (MIU, Nopalea) e Orelha de Elefante Mexicana (OEM, Opuntia) foram submetidos a três lâminas (2,5 mm, 5,0 mm e 7,5 mm) e intervalos fixos de irrigação (7, 14 e 28 dias), entre março de 2012 e agosto de 2013. Durante o período experimental, foram obtidos dados de variáveis biométricas, meteorológicas, da evapotranspiração real dos clones (ET) e, na ocasião da colheita, da produtividade da cultura, os quais constituíram os grupos: “CE-Cladódios”, “CE-Planta”, “Ambiente”, “ET” e “REND”. Adicionalmente, foi realizada a estimativa da evapotranspiração de referência (ETo) e, posteriormente, calculada a razão ET/ETo. Os grupos de variáveis foram caracterizados como resposta ou explicativo na inter-relação entre os mesmos para cada um dos clones estudados. Em seguida, elaborou-se a matriz de correlação de Pearson entre as variáveis e aplicaram-se análises de multicolinearidade, canônica e de trilha. A partir dos resultados obtidos, foi verificado que as variáveis meteorológicas afetaram a expressão das características morfológicas. A radiação solar global destacou-se como a variável que mais influenciou na redução da ET dos três clones e a velocidade do vento àquela que afetou positivamente a razão ET/ETo dos clones OEM e IPA. O aumento do índice de área do cladódio implicou na redução da ET dos clones IPA e OEM, ao passo que, para o clone MIU, constatou-se que os efeitos do número de cladódios de primeira e de segunda ordens foram os mais importantes. As características dos cladódios de ordens superiores dos clones Nopalea (IPA e MIU) foram aquelas que mais afetaram a relação ET/ETo. As características estruturais dos cladódios de segunda e de terceira ordens, foram as que mais contribuíram para a arquitetura das plantas dos clones IPA e MIU. Para o clone OEM, os cladódios de primeira e terceira ordens foram os mais importantes. O número de cladódios de terceira ordem e a dimensão dos cladódios de segunda e terceira ordens afetaram a capacidade de acúmulo de biomassa do clone IPA. Em contraste, o rendimento foi mais influenciado pelo crescimento do cladódio basal no clone MIU. Os números de cladódios de primeira e segunda ordens e as suas dimensões, promoveram maior acúmulo de biomassa para o clone OEM. Com relação à disponibilidade de água, a ET não afetou a expressão do potencial produtivo dos clones de palma forrageira. As variáveis meteorológicas, e ou características morfológicas de clones dos gêneros Opuntia e Nopalea, afetaram a transferência de água na interface palma-atmosfera, a capacidade produtiva da cultura e a dinâmica de formação do dossel vegetativo.

There is a lack of studies that address the interrelationships among environmental variables, growth, evapotranspiration and biomass accumulation of forage cactus clones of the genus Opuntia and Nopalea under field conditions. Thus, the objective of this study was to analyze the environmental variables contribution to morphological characteristics of the Opuntia and Nopalea genus clones, as well as these variables and morphological aspects to water transfer in the cactus-atmosphere interface. In addition, it was verified the influence of the cladode structural characteristics (EC-Cladode) on the plant architecture (EC-plant). Finally, it was evaluated the effect of these characteristics, combined with evapotranspiration, on the explanation of crop biomass accumulation capacity. The experiment was carried out in Serra Talhada, in the State of Pernambuco, where the clones IPA Sertânia (IPA, Nopalea), Miúda (MIU, Nopalea) and Orelha de Elefante Mexicana (OEM, Opuntia) were subjected to three depths (2.5 mm, 5.0 mm and 7.5 mm) and fixed irrigation intervals (7, 14 and 28 days), from March 2012 to August 2013. Data of the biometric and meteorological variables and the actual evapotranspiration (ET) were obtained during the experimental period. Besides, the crop yield was determined at the harvest time. These data constituted the groups: “CE-Cladode”, “CE-plant”, “Environment”, “ET” and “REND”. Additionally, the crop reference evapotranspiration (ETo) was estimated and then the ratio ET/ETo was calculated. The groups of variables were characterized as response or explanation on the interrelation between them for each studied clones. Then, it was elaborated the Pearson correlation matrix among variables and multicollinearity, canonical and path analysis were applied. Based on the obtained results, it was verified that the meteorological variables affected the expression of morphological characteristics. Global solar radiation stood out as the most important variable in reducing the ET of the three clones and wind speed the one that positively affected the ratio ET/ETo of the OEM and IPA clones. The increase in the cladode area index implied in the reduction of the ET of the IPA and OEM clones, whereas the effects of cladode number of first and second order were the most important for the MIU clone. The cladode characteristics of superior orders of the clones Nopalea (IPA and MIU) were those that mostly affected the ratio ET/ETo. The structural characteristics of cladodes of second and third orders, were those that mostly contributed to the plant architecture of the clones IPA and MIU. For the OEM clone, the cladodes of first and third orders were the most important. The number of cladodes of the third order and the cladode dimensions of the second and third orders affected the biomass accumulation capacity of IPA clone. In contrast, the yield was more affected by the basal cladode growth for the MIU clone. The number of cladodes of the first and second orders and their dimensions promoted greater biomass accumulation for the OEM clone. As regard to the water availability, the ET did not affect the expression of the productive potential of the forage cactus clones. The meteorological variables, and or morphological characteristics of the genus Opuntia and Nopalea clones, affected the water transfer in the interface cactus-atmosphere, the crop productive capacity and the formative dynamics of the vegetative canopy.

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