Relatório do Projeto de Radiação Solar
Um relatório de projeto sobre radiação solar. Este relatório do projeto irá ajudá-lo a aprender sobre: 1. Significado da Radiação Solar 2. Intensidade da Radiação Solar 3. Características 4. Dispersão 5. Reflexão 6. Absorção 7. Radiação Solar no Sistema Terra-Atmosfera 8. Utilização de Radiação Solar por Colheita Agrícola.
Conteúdo:
- Relatório do Projeto sobre o Significado da Radiação Solar
- Relatório do Projeto sobre a Intensidade da Radiação Solar
- Relatório do Projeto sobre as Características da Radiação Solar
- Relatório do Projeto sobre a Dispersão da Radiação Solar
- Relatório do Projeto sobre a Reflexão da Radiação Solar
- Relatório do Projeto sobre a Absorção de Radiação Solar
- Relatório do Projeto sobre Radiação Solar no Sistema Terra-Atmosfera
- Relatório do Projeto sobre a Utilização da Radiação Solar por Cultivo Agrícola
Relatório do Projeto # 1. Significado da Radiação Solar:
Existem três modos de transferência de energia na atmosfera, ou seja, radiação, condução e convecção. A radiação é um dos três modos de transferência de energia que podem ser definidos como a transferência de energia por oscilações rápidas do campo eletromagnético.
A fonte suprema de toda a energia para os processos físicos e biológicos que ocorrem na Terra é a radiação recebida do Sol, por isso é comumente chamada de radiação solar. A agricultura é a exploração da radiação solar sob o fornecimento adequado de nutrientes e água, mantendo o crescimento das plantas.
A compreensão da radiação solar não se limita apenas ao conhecimento de sua definição, mas envolve também o conhecimento de sua natureza, leis, abrangência espectral e aspectos de equilíbrio.
A emissão da energia de um corpo na forma de ondas eletromagnéticas chama-se radiação. Uma característica das ondas eletromagnéticas é o seu comprimento de onda. Comprimento de onda é denotado por λ. O comprimento de onda é a menor distância entre a crista e a crista.
λ = c / v
onde λ é o comprimento de onda, v é a frequência, ou seja, não. de vibrações por segundo e c é a velocidade da luz que é igual a 3 * 108 ms-1.
A outra característica é sua frequência. Freqüência é a taxa na qual as ondas deixam o transmissor. É expresso em termos de ciclos ou kilociclos por segundo. O período de tempo (τ) é o tempo de uma vibração, que é igual a 1 / v e o número da onda é igual a 1 / λ. Estes são expressos em hertz e kilohertz.
Comprimento de onda é expresso em micrômetros ou mícron. Um micrômetro = 10 a 6 metros. A radiação do sol varia entre 0, 15 e 4, 0 micrómetros (µ), enquanto a radiação da Terra é concentrada entre 10-15 µ.
A maior parte da radiação de ondas curtas é absorvida pela atmosfera acima de 30 km de altura. A radiação é visível como luz para o olho humano apenas na faixa muito estreita de comprimentos de onda de 0, 35 a 0, 75 micrômetros (VIBGYOR).
Radiação com comprimento de onda menor que a luz visível é chamada ultravioleta e radiação com comprimentos de onda maiores que a luz visível é chamada infra-vermelho. Este termo é aplicado à radiação entre 1 e 100 µ. Estes são chamados de radiação de calor.
Toda a troca de energia entre a terra e o resto do universo ocorre por meio de transferência radiativa. A Terra e sua atmosfera estão constantemente absorvendo a radiação solar e emitindo sua própria radiação para o espaço. Portanto, o sistema terra-atmosfera está quase em equilíbrio radiativo
Emissividade (Ɛ):
É a relação entre a emissão de uma dada superfície a um determinado comprimento de onda e temperatura e a emissão de um corpo negro no mesmo comprimento de onda e temperatura. Seu valor varia entre 0 e 1.
Absorvância (α):
É a relação entre a energia radiante absorvida e a radiação total incidente sobre ela. Para corpo negro, Ɛ = α = 1, 0 e para corpo branco Ɛ = α = 0.
Densidade de fluxo de radiação:
É a quantidade de radiação recebida em uma área de superfície unitária em um tempo unitário.
Radiadores:
Todos os corpos irradiam energia de sua superfície acima de zero grau centígrado absoluto (ou seja, -273, 2 ° C), que são conhecidos como radiadores. Alguns corpos são bons radiadores enquanto alguns são maus radiadores.
Corpos negros:
Esses corpos são bons absorvedores e bons radiadores. Se um corpo a uma determinada temperatura emite radiação máxima possível por unidade de superfície em unidade de tempo, então é chamado de corpo negro ou radiador cheio. Tal corpo também absorverá completamente toda a radiação que cai sobre ele.
Assim, o corpo negro é um radiador e absorvedor perfeito. Emissividade de tal corpo é = 1. Radiadores menos eficientes têm emissividade menor que 1. Seu valor varia entre 0 e 1.
Corpos brancos:
Esses corpos são absorvedores ruins e radiadores ruins. Para um corpo branco, a emissividade, assim como a absortividade, é zero.
Relatório do Projeto # 2. Intensidade da Radiação Solar:
A intensidade da radiação solar recebida na superfície da Terra depende em parte do ângulo de incidência e latitude do local. A intensidade máxima é experimentada na região tropical e mínima nas áreas polares. No limite exterior da atmosfera, a terra recebe 2 cal cm -2 min -1 . A superfície deve ser perpendicular aos raios solares.
A radiação recebida na superfície perpendicular é chamada de constante solar. O satélite da Terra forneceu uma constante solar de cerca de 1, 95 cal cm -2 min -1 . O esgotamento do raio solar no caminho do espaço para a terra aumenta com a distância percorrida pela atmosfera.
Estima-se que 99% da radiação do sol esteja concentrada principalmente entre 0, 15 e 4, 0µ. Essa radiação é conhecida como radiação de ondas curtas ou radiação extra-terrestre.
A energia contida nos diferentes componentes da radiação solar é dada abaixo:
Energia contida em diferentes comprimentos de onda:
Relatório do Projeto # 3. Características da Radiação Solar:
Os três amplos espectros de energia solar significativos para a vida das plantas são:
Quase 99% da radiação solar é recebida entre 0, 15 e 4, 0µ de comprimento de onda. A Terra também emite radiação de longo comprimento de onda (1, 2 a 40, 0µ), que é chamada de radiação infravermelha ou térmica.
(1) O comprimento de onda da radiação ultravioleta é menor que o comprimento de onda da luz visível. A porção ultravioleta do espectro representa cerca de 7% da energia solar total recebida. É quimicamente muito ativo. É prejudicial para todos os seres vivos e tem efeito mortífero.
No entanto, ela não alcança a superfície da Terra, pois é absorvida pelo ozônio e pelo oxigênio na atmosfera. Pode atingir a superfície da Terra de uma forma muito esgotada. Mas, se as plantas são expostas a uma quantidade excessiva dessa radiação, os efeitos são prejudiciais.
(2) Radiação infravermelha: Ondas mais longas em uma faixa de radiação solar são em grande parte de 0, 70 a 4, 0µ e são chamadas de radiação infravermelha próxima (NIR). Essa faixa de comprimento de onda forma quase 49% da energia solar total. Tem efeitos térmicos nas plantas.
Na presença de vapores de água, esta radiação não prejudica as plantas, mas fornece a energia térmica necessária para o ambiente da planta. A radiação térmica da terra ocorre durante o dia e a noite, contra apenas a radiação diurna do sol.
(3) A terceira porção do espectro solar está situada entre o ultravioleta e o infravermelho. Este segmento é chamado de parte visível do espectro e popularmente conhecido como luz. Cerca de 44% da radiação solar é contribuída por parte visível. As plantas aproveitam ao máximo a energia solar nesta parte da radiação. Quando as plantas absorvem qualquer tipo de radiação, sua temperatura aumenta.
As plantas liberam calor na forma de energia térmica, conhecida como radiação de ondas longas. Todas as partes da planta são direta ou indiretamente influenciadas por essa parte do espectro. Luz de intensidade, qualidade e duração corretas é essencial para o crescimento normal das plantas. As plantas sofrem de anormalidades e distúrbios sob más condições de luz.
A luz influencia as plantas das seguintes maneiras:
1. A luz controla a fotossíntese. É responsável pela distribuição de fotossintético entre diferentes partes das plantas.
2. Afeta a produção de perfilhos e a estabilidade, resistência e comprimento dos colmos.
3. Afeta o tamanho das folhas e o desenvolvimento das raízes.
4. Afeta a produção e o rendimento da matéria seca.
Quando parcialmente recebidas pelas plantas, estas são prontamente transmitidas e refletidas por elas e, portanto, as plantas não são superaquecidas. A intensidade da radiação cai muito acentuadamente em cerca de 2, 0µ de comprimento de onda e as plantas são resfriadas de forma eficaz. Este papel é importante no balanço de calor das plantas.
No dia nublado ultravioleta (0, 2 a 0, 40µ) e radiação infravermelha são muito reduzidos. A outra parte da faixa de energia solar é de comprimento de onda curto, 0, 40 a 0, 70µ, e é chamada de radiação fotossinteticamente ativa (PAR). A energia solar recebida pela terra tem seu pico na região azul-verde (0, 5µ).
Os comprimentos de onda curtos não visíveis (0, 0005µ a 0, 2µ) raios cósmicos, raios-x e raios gama são obtidos a partir de substâncias radiativas. Estas ondas curtas (pelo menos até 0, 33µ) são quase todas absorvidas na camada superior da atmosfera pelo oxigénio atómico e pelo ozono, pelo que a vida pode ser sustentada na Terra, porque muito poucas destas radiações podem ser toleradas. A porção visível da banda é chamada de 'luz', que tem um comprimento de onda de 0, 40 a 0, 70µ.
Na verdade, apenas 75 a 80 por cento da radiação visível do sol atinge a superfície da terra. Esta parte da radiação solar é utilizada pela clorofila da planta para produzir materiais vegetais, com eficiência de utilização de apenas 20-25%.
Cerca de 10 a 20% da energia solar recebida pelas plantas é refletida e a energia de grande comprimento de onda é trocada entre a cultura e a atmosfera circundante. Aproximadamente 70 - 80 por cento da carga de radiação absorvida da folha é dissipada através de re-radiação. Uma parte desta perda de calor é por convecção dependendo do calor comparativo do ar circundante e uma parte é consumida pelo processo de transpiração.
As regiões tropicais recebem cerca de 1, 6 a 1, 8 cal cm -2 min -1 e as regiões temperadas recebem 1, 2 a 1, 4 cal cm -2 min -1 de energia solar durante o verão. Ao atingir a Terra, a radiação é absorvida pela superfície da Terra, bem como por vários objetos e água na superfície, e parcialmente refletida e convertida em raios infra-vermelhos térmicos de ondas longas na radiação das costas.
Dependendo do tipo de superfície que recebe a radiação solar e do ângulo dos raios solares, uma parte dos raios que atingem a superfície da Terra é refletida de volta para a atmosfera. Todos os objetos que absorvem calor também estão perdendo calor em vários graus como radiação de fundo.
A radiação de fundo é a radiação de saída efetiva da terra com um pico em torno de 10µ. Mais de 99% desta radiação traseira está contida na faixa de comprimento de onda de 4-100µ. Geralmente é chamado de radiação terrestre. Essa radiação de saída faz com que a temperatura dos objetos em questão caia. Apenas o balanço deste ciclo de radiação de entrada e saída mantém os objetos quentes.
Assim, o conhecimento da radiação de ondas curtas (SWR) e radiação fotossinteticamente ativa (PAR) é essencial para estudar o crescimento e desenvolvimento das plantas. Existem alguns estágios críticos do crescimento das plantas onde a radiação solar é importante, por exemplo, a intensidade da radiação durante o terceiro mês de crescimento da planta, o período de 25 dias antes da floração e o período de floração da cevada tem um efeito vital no rendimento dessas culturas.
Relatório do Projeto # 4. Dispersão da Radiação Solar:
Se o feixe solar alcançasse a superfície da terra sem qualquer interferência na atmosfera, e se a superfície da terra absorvesse a radiação atingindo-a completamente, não teríamos a luz do dia e as cores do céu. Uma parte da luz do sol é espalhada em seu caminho a partir do limite externo da atmosfera. Dispersão significa girar o feixe solar em todas as direções e é mais eficaz para o comprimento de onda mais curto.
Quando o sol está acima da cabeça e a atmosfera está sem nuvens e livre de poeira, mais de 59% da radiação azul é espalhada, enquanto toda a radiação vermelha é transmitida para baixo. Esta é a razão pela qual a cor do céu parece ser azul.
Quando o sol está perto do horizonte durante o nascer e o pôr-do-sol, a dispersão é mais eficaz e é por isso que observamos a cor vermelha ao nascer e pôr do sol. A dispersão descendente da radiação é de 30 por cento. É mais curto em comprimento de onda, ou seja, azul e e menos em comprimento de onda maior, ou seja, vermelho. Mais o comprimento do caminho, mais será o espalhamento.
Poeira muito fina ou neblina de fumaça na atmosfera leva a uma aparência anormal do céu quando as partículas dispersam o feixe solar. Durante o verão, a neblina é um fenômeno comum no noroeste da Índia. Aumenta a intensidade da condição de ondas de calor e também fornece um grande número de núcleos de condensação para a formação de nuvens sob a influência da circulação ciclônica causada por aquecimento intenso.
Por causa da dispersão da luz solar, o sol pode aparecer como uma bola vermelha no céu sobre as cidades durante o período de poluição do ar. Isso afetou negativamente alguns ramos da agricultura, como a indústria de fruticultura do sul da Califórnia.
Comprimento do percurso:
A distância percorrida pela radiação solar para alcançar a superfície da Terra é chamada de comprimento do caminho. É mais ao nascer e pôr do sol, devido a que cor do céu fica vermelha. Mais o comprimento do caminho, menor será o percentual de energia solar, na faixa visível e menor será a proporção de luz azul para vermelho. Então, o espectro de freqüência mais alto será refletido para longe do que o espectro de freqüência mais baixo.
Coeficiente de extinção:
A energia de radiação incidente é alterada devido à absorção e dispersão pelos gases das partículas de ar e poeira. Isso é conhecido como coeficiente de extinção.
Absorção:
É o processo pelo qual a energia radiante incidente é passada para a estrutura molecular de uma substância. Depende do comprimento de onda. Longos comprimentos de onda são absorvidos pelos vapores de água e pelo CO 2 .
Tipos de Dispersão:
A dispersão pode ser dividida em duas partes:
Dispersão de Rayleigh:
Se a circunferência das partículas de espalhamento for menor que 1/10 do comprimento de onda da radiação incidente, o coeficiente de dispersão é inversamente proporcional à quarta potência do comprimento de onda da radiação incidente, isto é, [S α I / λ 4 ]. Isso é conhecido como espalhamento Rayleigh. É responsável pela cor azul do céu.
Mei Dispersão:
Se a circunferência das partículas de espalhamento for mais do que trinta vezes o comprimento de onda da radiação incidente, o espalhamento torna-se independente do comprimento de onda, isto é, a luz branca é espalhada - a cor branca do céu. Isso é conhecido como espalhamento Mei.
Relatório do Projeto nº 5. Reflexão Radiação Solar:
A radiação solar acima de 0, 7 μ é refletida por gotículas de água, cristais de gelo, sal e poeira. Cerca de 20% da radiação refletida é absorvida pela atmosfera. A radiação solar é refletida principalmente das nuvens.
Cerca de 80% da radiação é refletida por nuvens altas e apenas 20% por nuvens baixas grossas. A reflexão é mais quando os raios solares estão caindo perpendiculares. A reflexão também é maior nas latitudes médias e altas e menor nas subtrópicas.
O Albedo da Terra e Atmosfera:
Calcula-se que uma parte da radiação solar total que chega à atmosfera e à Terra é refletida de volta ao espaço. Deste 6 por cento é refletido de volta ao espaço, que é conhecido como albedo. O termo albedo é usado para descrever a reflexão do feixe solar (0, 3 - 4, 0µ).
Às vezes, o albedo descreve apenas a reflexão do intervalo visível (0, 4 a 0, 7 µ). Com base nisso, a reflexão é referida como “albedo de ondas curtas” para o espectro solar total, enquanto que para a luz visível, a reflexão é referida como “albedo visível”.
O albedo varia com a estação e o ângulo dos raios solares. Os valores são mais altos no inverno e durante o nascer e o pôr do sol. O albedo também varia com o comprimento de onda da radiação incidente. Os valores de albedo são menores na parte UV e maiores na parte visível. A principal função do albedo é diminuir a carga de calor nas plantas cultivadas. Assim, o albedo é a razão da radiação de onda curta refletida para a radiação de onda curta incidente total.
Existem quatro mecanismos para retornar ondas curtas ao espaço:
1. Reflexão da poeira, sais e fumaça no ar
2. Reflexão das nuvens
3. Reflexão do chão
4. Reflexão por moléculas de ar
Estes produzem o albedo total da terra e da atmosfera. Albedo é a proporção de luz refletida para a luz recebida.
O albedo das superfícies naturais é dado abaixo:
A neve fresca é um refletor muito bom, mas o albedo da vegetação não varia muito. A maioria das culturas reflete cerca de 15 a 25% da radiação solar incidente. O albedo varia com a estação, a hora do dia (elevação solar) e com a natureza da cobertura do solo.
Em baixa elevação solar, a cultura aparece como uma superfície plana e lisa para a radiação e a copa captura menos dela. Assim, o albedo tem maior valor. À medida que a elevação solar aumenta, o albedo diminui atingindo seu mínimo ao meio-dia solar porque a radiação é normalmente incidente na superfície da cultura e penetra profundamente no dossel.
O albedo de um estande de vegetação é menor que o valor de suas folhas individuais. O albedo depende não apenas das propriedades relativas da superfície do componente, mas também do suporte e da arquitetura.
A arquitetura da planta e a geometria da cultura controlam a quantidade de penetração, retenção de radiação e sombreamento mútuo dentro do estande. Embora a maioria das folhas tenha um albedo de cerca de 0, 30, o albedo das culturas e outras vegetações é menor e, em certa medida, uma função da altura da planta. O albedo diminui com a altura da cultura.
Relatório do Projeto # 6. Absorção de Radiação Solar:
Deixe a radiação solar de entrada ser 100 por cento. Desse montante, cerca de 7% é refletido por partículas sólidas na atmosfera e 24% por nuvens. O ozônio na troposfera absorve 3% da radiação recebida.
Vapor de água, CO 2, poeira e nuvens da baixa atmosfera absorvem cerca de 19%. No balanço, 47% são absorvidos pela superfície do solo. Isso mostra que a superfície é o principal absorvedor da energia solar. Assim, a troposfera é aquecida do solo.
A atmosfera absorve cerca de 17% da radiação solar. Os gases que absorvem a radiação solar são oxigênio, ozônio, dióxido de carbono e vapores de água.
Foi observado que toda a radiação ultravioleta com comprimento de onda menor que 0, 33µ é completamente absorvida pelos átomos de oxigênio e ozônio na atmosfera superior. Isto é de imenso significado para a vida na Terra, porque podemos tolerar a radiação UV apenas em quantidade diminuta. O excesso de radiação ultravioleta é prejudicial à vida.
Relatório do Projeto # 7. Radiação Solar no Sistema Terra-Atmosfera:
A radiação solar interceptada pela Terra é absorvida por processos impulsionados pela energia ou é devolvida ao espaço por espalhamento e reflexão.
É dado pela seguinte equação (Rose, 1966).
Q S = C r + A r + C a + A a + (Q + q) (Ia) + (Q + q) a
Onde, C r = Reflexão e dispersão de volta ao espaço pelas nuvens
A r = Reflexão e dispersão de volta ao espaço pelo ar, poeira e água Vapores
(Q + q) a = Reflexo da Terra, Onde Q é raio direto, q é radiação solar difusa incidente na terra e 'a' é albedo
C a = Absorção pelas nuvens
A a = Absorção por ar, poeira e vapores de água
(Q + q) (la) = Absorção pela superfície da Terra
Incidência de radiação solar no topo da atmosfera (Qs) = 263 Kly
Reflexão:
Refletido pelas nuvens (C r ) = = 63 Kly (24%)
Refletido por vapores de ar, poeira e água (A r ) = = 15 Kly (6%)
Total refletido pela atmosfera (C r + A r ) = = 78 Kly (30%)
Reflexão da superfície da terra (Q + q) a = = 16 Kly (6%)
Reflexão total do sistema terra-atmosfera = = 94 Kly (36%)
Absorção:
Absorção pelas nuvens (C a ) = = 7 Kly (3%)
Absorção por ar, poeira e vapores de água (A a ) = = 38 Kly (14%)
Absorção total por atmosfera (C a + A a ) = = 45 Kly (17%)
Absorvido pela superfície da terra (Q + q) (1 - a) = 124 Kly (47%)
Total absorvido pelo sistema terra-atmosfera = 169 Kly (64%)
A radiação total refletida pela atmosfera é de 78 Kly (kilo langley) ou 30 por cento e a reflexão total do sistema terra-atmosfera é de 94 Kly, ou seja, 36 por cento. Da mesma forma, a absorção total pelo sistema terra-atmosfera é de 169 Kly, isto é, 64 por cento dos quais 45 Kly ou 17 por cento são absorvidos pela atmosfera e 124 Kly ou 47 por cento são absorvidos pela Terra. Assim, do total da radiação incidente, 36% é refletido e 64% é absorvido pelo sistema terra-atmosfera.
Relatório do Projeto # 8. Utilização de Radiação Solar por Culturas Agrícolas:
Existem duas funções essenciais da energia solar. Ele fornece luz para várias funções de crescimento e desenvolvimento de plantas. Também fornece energia térmica para várias ações fisiológicas. A energia térmica solar é expressa em termos de unidades de energia de radiação.
O crescimento das culturas é influenciado pela energia solar de duas maneiras. Fornece ambiente térmico para as funções fisiológicas das culturas. Ele também fornece ambiente de luz para a fotossíntese. O sol é a principal fonte de energia para todos os processos que ocorrem na superfície da Terra. Uma parte da radiação também pode ser recebida do céu e arredores.
As partes da planta absorvem certa quantidade de radiação solar recebida, enquanto alguma parte é refletida e o restante é transmitido ao solo. As plantas também redistribuem o calor absorvido na forma de re-radiação, convecção, condução e transpiração. Esses mecanismos desempenham um papel importante na manutenção do ambiente térmico abaixo dos limites letais.
Fora da radiação solar líquida, uma pequena parte é utilizada como energia química no processo de fotossíntese e outra parte é armazenada como calor dentro da cultura e do solo. A magnitude da evapotranspiração depende da energia térmica disponível no ambiente de cultivo.
Fora da radiação finalmente recebida pela terra, a água e as plantas absorvem mais enquanto a superfície da terra nua absorve muito menos. Todas essas superfícies também perdem parte da energia absorvida. Água e plantas, porém, absorvem muita energia, mas não se aquecem muito por causa da utilização da maior parte da energia para a evaporação da água de suas superfícies.
A perda de energia é muito maior da água e das plantas em comparação com a superfície seca. Assim, a superfície seca do solo que recebe menos calor é aquecida rapidamente. Superfícies cobertas de água e vegetação não são, portanto, submetidas a aquecimento ou resfriamento extremos.
Os campos arados absorvem 75 a 90% da energia recebida e, portanto, têm mais efeito de calor. Essas diferenças na absorção e reflexão criam diferenças tanto no macro regional como no microclima devido à variação de temperatura e umidade, por exemplo, as linhas de plantio em sulco têm temperaturas do solo mais baixas do que as linhas de plantio de cume.
A radiação solar é muito importante para as plantas, pois é indispensável para a fotossíntese. Ela afeta o microclima, bem como a perda de água por meio da evapotranspiração. Se considerarmos uma única folha, ela fica saturada de luz, mesmo que não haja luz suficiente disponível.
O arranjo de folhas e caules em um campo é tal que uma parte considerável das partes internas e inferiores das plantas são sempre de pouca luz. Portanto, a relação entre a distribuição da radiação solar no dossel das culturas e a produção das culturas é muito importante.
A distribuição de radiação dentro do dossel da cultura depende de:
1. Transmissibilidade de folhas
2. Disposição das folhas e inclinação das folhas
3. Densidade da planta
4. Altura da planta
5. Ângulo do Sol
Transmissibilidade das Folhas:
1. Transmissibilidade varia entre 5-10 por cento no caso de folhas de árvores decíduas, ervas e gramíneas e entre 2-8 por cento no caso de folhas largas de plantas perenes. Varia entre 4 e 8%, no caso de folhas flutuantes das plantas aquáticas.
2. Varia com a idade, sendo alto para folhas jovens, diminui na maturidade e aumenta novamente quando as folhas ficam amarelas.
3. A transmissibilidade tem relação direta com o teor de clorofila, diminui logaritmicamente com o aumento do teor de clorofila.
4. Todas as folhas não estão dispostas horizontalmente. Algumas são verticais, outras estão caídas. O gradiente de luz real é muito menos inclinado dentro do dossel da cultura.
Arranjo de folhas:
1. Folhas dispostas horizontalmente em camadas contínuas transmitem 10% de radiação, somente 1% da luz na faixa verde pode penetrar na segunda camada. Mas as folhas horizontais são encontradas raramente.
2. A luz é interceptada entre folhas horizontais e eretas na proporção de 1: 0, 44.
3. A transmissibilidade é de 50% para as folhas horizontais, contra 74% para as folhas mais eretas, quando a área da folha é igual à área do solo.
Inclinação de folhas:
1. Quando a radiação solar é semanal, qualquer desvio de folhas da horizontal reduz a fotossíntese líquida.
2. Em pleno sol, o ângulo ideal de inclinação é de 81 ° para uma utilização eficiente da luz.
3. A pleno sol, uma folha colocada neste ângulo é quatro vezes e meia mais eficiente no uso da luz solar em comparação com a folha horizontal.
Densidade da planta:
Em um arranjo ideal do dossel da planta, o arranjo deve ser assim:
1. Lower 13% das folhas devem ter ângulo de 0-30 ° com horizontal
2. Médio 37% das folhas devem ter ângulo de 30-60 ° com horizontal
3. 50% das folhas devem ter um ângulo de 60-90 ° com a horizontal.
Na intensidade de luz fraca, a taxa de assimilação é independente da orientação. Mas à medida que a intensidade da luz aumenta, as folhas horizontais são menos eficientes no uso da luz.
Altura da planta:
O percentual de interceptação de luz é pequeno em plantas jovens e aumenta com o aumento da altura das plantas.
Ângulo do Sol:
A radiação solar depende do ângulo do sol. É mínimo ao meio-dia e máximo de manhã e à noite.
Penetração Leve na Comunidade Vegetal:
A penetração da radiação líquida no plantio depende do arranjo foliar e da densidade da planta. Pode ser expresso em termos de índice de área foliar. A radiação passa por várias camadas do dossel da cultura. Neste processo, a radiação incidente diminui exponencialmente com o aumento da cobertura. Várias equações foram apresentadas para determinar o perfil de radiação no dossel da planta.
A lei de extinção de Lambert Beer foi modificada por Monsi e Saeld (1953).
De acordo com esta lei:
I = l 0 e- kF
Onde, I = incidente de luz a qualquer altura da cultura
I 0 = incidente de luz no topo
k = coeficiente de extinção
F = Índice de área foliar desde o topo até as alturas requeridas
e = Base do logaritmo natural (2.7183)
O modelo de Monsi-Saeki assume que a comunidade de plantas é um meio homogêneo. Toda a luz incidente é absorvida pela folha.
Coeficiente de extinção:
O coeficiente de extinção pode ser definido como o grau de atenuação da luz dentro de um dossel de cultura para um determinado índice de área foliar. Também pode ser definido como a razão entre a perda de luz através das folhas e o incidente de luz no topo.
Variação no Coeficiente de Extinção:
O coeficiente de extinção varia com a orientação das folhas. Varia entre 0, 3 e 0, 5 no campo onde as folhas estão na vertical e entre 0, 7 e 1, 0 no suporte de folhas largas, onde as folhas são horizontais, por exemplo, girassol. Nestes casos, a meia altura, 2/3 a 3/4 da luz incidente é absorvida. No caso de florestas densas a maior parte da luz é absorvida na folhagem, muito pouca radiação atinge o solo.
Equação de Monteith:
Monteith (1965) propôs uma equação que expressa a intensidade de radiação ou luz dentro do dossel.
A equação é uma expressão binomial da forma:
I = [S + (IS) τ] F I 0 .
Onde, 0 = Intensidade da luz incidente no topo do dossel
I = Intensidade da luz a uma altura particular no dossel
S = Fração de luz passando por uma área foliar unitária sem interceptação
τ = coeficiente de transmissão da folha
F = índice de área foliar
A Monteith forneceu os valores de S variando de 0, 4 para as culturas com folhas horizontais (trevo) a 0, 8 para as culturas com folhas quase verticais (cereais, gramíneas). Observou-se ainda que, como τ é uma pequena fração e S> 0, 4, a maior parte da radiação solar que penetra na copa das plantações, quando o sol está brilhando, aparece na forma de partículas solares cobrindo uma fração de S F da superfície do solo. .
Abaixo de uma cultura com S = 0, 4, a área relativa de manchas solares é inferior a 3% quando a área foliar excede 4, mas para um cereal com S = 0, 8, a área de sol é 41% em F = 4 e 17 por cento em F = 8. A luz transmitida pelos cereais permite que as ervas daninhas floresçam, mas pode ser explorada para semear uma segunda cultura que se desenvolve quando o cereal é colhido.
Embora tanto a lei de Beer quanto a equação de Monteith sejam muito precisas na descrição da distribuição de radiação dentro do dossel da cultura. Mas é difícil determinar os índices de área foliar em diferentes alturas no dossel da cultura.
Composição espectral alterada após a transmissão dentro do dossel da cultura:
Radiação transmitida através de folhas consiste em infra-vermelho e algumas partes de luz verde. A mudança real da composição depende da quantidade de luz transmitida através das folhas, mais a luz que passa entre os espaços da planta, conhecida como manchas de sol.
Stanhill (1962) descobriu que na altura da cultura alfa-alfa, cerca de 30% da radiação total atinge a superfície do solo, contra 20% da luz. Yocum (1964) relatou que para uma plantação de milho alto, a porcentagem média de transmissão no nível do solo era da ordem de 5 a 10 por cento no espectro visível e 30 a 40 por cento no infravermelho próximo.
A porcentagem de radiação incidente que penetra na cultura muda significativamente com o ângulo do sol. Os valores mais altos são normalmente encontrados ao meio-dia, e valores relativamente altos também são registrados logo após o nascer do sol e imediatamente após o pôr do sol. Os maiores valores encontrados nos valores do início da manhã e final da tarde são atribuídos a uma maior proporção de luz difusa.
Cerca de 3% da radiação atinge a superfície do solo na parte verde e 8% na parte IV no dossel da cultura. Após cada reflexão e transmissão, a radiação vermelha e infravermelha aumenta em relação a outros comprimentos de onda. No interior da copa das culturas, há uma diminuição relativamente maior da luz na banda de absorção de clorofila a 0, 55µ e 0, 65µ. Há um decréscimo relativamente pequeno em verde a 0, 45µ e infravermelho em 0, 80µ.
