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ASPECTOS FISIOLGICOSDA PRODUTIVIDADE
VEGETAL
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Estuda os fenmenos vitais das plantas: metabolismo,
desenvolvimento, movimento vegetal, reproduo vegetal, senescncia
Entende os mecanismos de controlo e regulao dos
processos vitais associados ao crescimento e ao
desenvolvimento das plantas.
Processos vitais ou fisiolgicos: transformaes qumicas (PN,
respirao) ou fsicas (absoro de CO2 e H2O,) que ocorrem
dentro de uma clula ou organismo, ou qualquer troca entre clula
ou organismo e o seu meio.
FISIOLOGIA VEGETAL
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Crescimento - Aumento irreversvel do material protoplasmtico.
Quantificado: massa, tamanho ou volume,
diviso e alongamento celular=aumento de tamanho =
incorporao e nova fitomassa
Desenvolvimento - Diferentes tapas por que passa um vegetal
(germinao, juvenilidade, maturao, reproduo, senilidade e morte).
caracterizado pelo crescimento e mudanas na forma
Diferenciao - diferenas qualitativas entre clulas:
especializao de clulas e tecidos para funes particulares
durante o desenvolvimento.
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Controle Intracelular
Controle gentico;
Envolve as caractersticas da planta
Bagagem gentica
Controle Intercelular
Substancias reguladoras
Promovem modificaes
Controle ExtracelularControle ambientalEnvolve factores do meio fsico(climticos e edficos)
e biolgico (pragas, doenas, plantasdaninhas, animais e o homem).
Crescimento eDesenvolvimento
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Fornece informaes Biotecnologia produo de plantastransgnicas
PRODUO e PRODUTIVIDADEdepende de factores
genticosfisiolgicos
ecolgicos
PRODUO e PRODUTIVIDADE(sentido agrcola) decorre
crescimento
desenvolvimentoactuam
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O que procuramos?
Maior nmero de vagens/planta;
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O que procuramos?
Maior nmero de espigas/planta;
7
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O que procuramos?
Maior nmero de sementes;
Maior peso de sementes;
Melhor qualidade
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9
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Maior n de flores e de frutos
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Maior peso dos frutos
11
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TCNICAS CULTURAIS
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TCNICAS CULTURAIS
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Maturao da uva
Qualidade do vinho
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Estado hdrico da videira
sintomas de crescimento activo:
-pice em crescimento; -gavinhas erectas;
novos crescimentos
Aparncia e caractersticas da vegetao
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Stress moderado + vagas calor extremas
escaldo folhas
escaldo e/ou desidratao cachos
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Conquistas da agricultura onde a FV foiparticipativa
Produo pela aplicao adequada de fertilizantes (biolgicos);
Desenvolvimento de plantas resistentes secura e/ou frio;
Desenvolvimento de plantas resistentes a pragas e doenas;
Controlo do ciclo de vida das plantas;
Aplicao de hormonas vegetais (florao; maturao; queda frutos;dormncia; formao de razes)
Rega (relaes hdricas)
enxertia
Desenvolvimento de tcnicas para micropropagao e culturade tecidos de plantas
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Fotoperodo
Energia - Rad. Solar
Plantas
Temperatura
Matria PrimaCO2 e gua
Matria PrimaNutrientes e gua
Processo - Fotossntese Produto - Biomassa
Sistemas agrcolas so SISTEMAS FOTOSSINTCTICOS
converso
Respostas da planta
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Temperatura
gua
Luz
solo
Fertilizantes
Constituio gentica
Densidadede plantao
Tcnicas
culturais
DataPlantao/sementeira
TratamentosFitossanitrios
Rega
METABOLISMO DA PLANTA
Produo e Qualidade
Densidade defolhagem
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Sistemas agrcolaseconomicamente atraentes
Necessidade diversificar culturas; Ausncia doenas e pragas; Necessidade produzir determinados
produtos alimentares
Novas
regies
Cana aucar sul EUA
Tabaco Europa
Investigao
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Aumento da produtividade culturas tradicionais
Novasvariedades
Novas Tcnicas
culturais
FertilizantesHerbicidasFungicidas
Fertilidadesolo
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A interaco entre todos
estes factores reflectidana produo.
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AMANHOS
FACTORES
CONDICIONANTES
DA PRODUTIVIDADE
DAS PLANTAS
CLIMTICOS
P.culturais
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Laboratrio onde so sintetizadas
a maior parte das substnciaselaboradas pelas plantas
A importncia das folhas
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translocao
Quais os processos bsicosda Produtividade ?????
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PAR ????Eficincia da planta ????
Produo esperada alcanada ????
Produtividade
EFICIENTE utilizao daradiao solar
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Agricultura x Clima
Actividade econmica est altamentedependente das condies climticas
Cerca de 80% da variabilidade da produoagrcola no mundo deve-se s alteraes dascondies climticas ao longo do ciclo dasculturas, especialmente nas de sequeiro
O impacto do clima no apenas sobre ocrescimento e desenvolvimento da cultura, mastambm nas operaes culturais, na ocorrnciade pragas e doenas e na qualidade dos
produtos agrcolas
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Clima vs Produtividade Vegetal
Factoresdeterminates
Produtividade Potencial
Produtividade Atingvel
Factores limitantes
Radiao,Espcie,Tar, Hr, vel vento
Disp. H2O
Nutrientes no solo
Doenas, pragas eFactores redutoresProdutividadeReal
Nvel de Produtividade
plantas invasoras
Produtividade potencial depende da interaco do gentipo com as
condies ambientais (RS, Tar, [CO2] )
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Conceito de Produtividade Potencial
Obtido por uma variedade altamente produtiva
Cultura bem adaptada ao ambiente de crescimento
Sem limitao hdrica, nutricional e de salinidade
Sem danos significativos causados por pragas e doenas
FACTORES AMBIENTAIS
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FACTORES AMBIENTAISLuz, Fotoperodo, gua, Temperatura do Ar e do Solo, etc.
REGULAO DA EXPRESSO dos GENES
R. crescimento
NUTRIENTES
DESENVOLVIMENTOVEGETAL
BIOGNESE DOCLOROPLASTO
Estrutura de SebeREA FOLIAR EFICINCIA
FOTOSSINTTICAFOTOSSNTESEBRUTA (FB)
CO2H20
RESPIRAO
FOTO-RESPIRAOFOTOSSNTESE
LQUIDA (FL)
PRODUTIVIDADE
DISTRIBUIO DE FOTOASSIMILADOS
FB- Processo fisiologico, ocorrenos cloroplastos, responsvel pelacaptao da energia solar e suatransformao em compostos
organicosFL=FB - (R+FR)
Respirao - processo decombusto lenta dos HC,liberta energia que vai serusada para manuteno do
metabolismo e crescimentoda planta
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PP(HC)
Respirao Armazenadosforma simples- monossacarideos;forma + complexa dissacarideos, poli (S+Amido)
Manuteno do material j
existente
Armazenados 2riamente
Crescimento
Fotossntese
Sntese de MaterialMetablico e Estrutura
(Protenas, lipidos)
Nvel A
Nvel B
Nvel C
1
23
4
5 6
7 8
9
PP produtos 1rios HC G+F
5 - fluxo energia obtida na R usada na sntese de novo material;6 fluxo de material armazenado que poder ser mobilizado para novas sinteses
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Processo de Produo
Crescimento
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Produtividade Potencial
1 - Completa utilizao da luz disponivel com taxa de
eficincia quantica mxima
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1. Espcie bem adaptada ao meio
2. Boa densidade de cultura3. Boa intercepo de luz
4. Sem falta de gua
5. Nutrientes suficientes
PRODUOlimitada pela Fotossntese
PARAF
Absoro foliar
Eficincia
fotossintetica
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Produtividade depende da Eficiente utilizao da Radiao (RS)
Clorofila
Fotossntese
Atm
H2O /O2
nCO2 + 2nH2O + RS
RSCO 2
Crescimento (C)
Fitomassa (F)Mat seca
[CH2O]n + nO2
FB
Resp.Man. (RM)
Resp.Cresc.(RC)
H2O eSolo Nutrientes
Eficincia de Converso de HC
Milho ECC = 0,73ECC = F/CSoja ECC = 0,53
Estoma - regula a transpirao(sada de gua) e a fixao de CO2,que so controlados pela RS, T, UR,Vel.Vento e Disp. gua Solo
Taxa de Crescimento da Cultura
TCC = ECC (Fb - RM)
FL=FB - (R+FR)
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Efeito das Condies Meteorolgicas na TCC
TCC = ECC (FB - RM)
T, idade e tamanho
Espcie da plantaRS, T, CO2, Disp.gua no solo
FB
e/Vento
Milho (C4) FB
Soja (C3)
RS
Transpirao gua no solo
RM
FL
TDeficincia HdricaFecho dos estomasReduo na fixao de CO2Reduo da FB e FL
ECC - Eficincia de Converso de HC;RM Respirao de Manuteno
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Estimativa da Produtividade Potencial Bruta Padro
PPBp [kg MS ha-1 dia-1]
PPBp = PPBc + PPBn
PPBc = Prod. no Perodo de Cu Claro
PPBn = Prod. no Perodo de Cu Nublado
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Absoro da radiao solar em dias de cu limpo (linha cheia) e nublado (linha tracejada),
dias de cu limpo - absoro de energia > nos comprimento de onda azul e do
vermelho > taxas fotossintticas
dias de cu nublado - as plantas absorvem mais energia no comprimento de onda
verde, < taxas de fotossntese.
Da as diferentes equaes para a Estimativa da PPBVisvel
Comprimento de onda (cm-1)
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absciso
o
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M A M JJ
AS O N D J F
Abrolhamento
Florao P
intor
M
atura
I IIIII
ICrescimento 1 lento, depois rpido. Quantidade de M.S. formada representa apenas
30% total
II Crescimento rpido. Quantidade de M.S. formada representa 50% total
III Paragem de crescimento
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ANLISE DE CRESCIMENTO
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ANLISE DE CRESCIMENTO
DE PLANTAS
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ANLISE DE CRESCIMENTO
InformaesFitomassa
(Massa da MS)
Dimenso aparelho
fotossintetico (AF)
Produtofinal Fbrica
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DIMENSO SEBE (altura e espessura)
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DIMENSO SEBE (altura e espessura)
HT; HS HV= HT-HS
P= 2 x HV+(LV+LC+LB)/3
LB; LC; LV
SFE (m2
/ha) = Px 10 000/1.8
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NCF e POROSIDADE do COBERTO
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% folhas internas% buracos
% cachos internos
NCF
Coberto ideal
NCF=1 - 1.5
D0Densidade da sebe
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D1
D2
Densidade da sebe
e exposio dos cachos(maturao)
Intensidade
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Intensidade
D1desfolha lado nascente
D2desfolha 2 lados sebe
D0no desfolhada
Nascente Poente
BE - bago ervilha
PI - pintor
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Sebe correctamente orientada e despontada
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a b
c
AFp = EXP [0,0028+1,025*ln((AFp mx+AFp min)/2*NFp)-0,037*ln(AFp min)]
AFp - rea foliar principal do sarmento,AFp mx - rea foliar da maior folha principal,AFp min rea foliar da menor folha principal,
nmero total de folhas principais.
Efeito da desfolha nas reas foliares
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Efeito da intensidade da desfolha na
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Efeito da intensidade da desfolha na
evoluo da rea foliar por folha principal
Efeito da intensidade da desfolha na
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evoluo da rea foliar total
AFE de Folhas de Sombra e de Sol
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Efeito da intensidade da desfolha na evoluo
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da % de rea foliar senescente
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Efeito da desfolha na evoluo diria daconcentrao em acares solveis e em
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co ce t ao e aca es so ve s e e
amido (pintor)
Deixar na vid. o n de lanamentos que permitir o
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melhor microclima, para a maturao da uva
Densidade sarmentos
Densidade sarmentos
Cobertos abertos% buracos folhas e cachos bemexpostos
Cobertos sem buracos% folhas interiores% cachos interiores
PFD
R/FR15 sarmentos /m
ECOFISIOLOGIA
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Funcionamento
videira
MICROCLIMACOBERTO
Sistema de
conduo
LUZGUA
TEMPERATURA
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COBERTO
COBERTO
MICROCLIMA LUMINOSO
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Radiao interceptada pelo coberto de uma vinhadepende:
Factores meteorolgicos (posio do sol, trans-missibilidade da atmosfera e nuvens);
Caractersticas da vinha (orientao das linhas,
altura, compasso, reflectividade do solo e davegetao)
Dias de cu descoberto a quantidade de luz directaabsorvida pelo topo e paredes laterais da sebe a componentedominante; a contribuio da radiao reflectida do solo e dafolhagem pequena
MICROCLIMA LUMINOSO
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A folhagem da videiraforma coberto descontnuo,heterogneo com
espaos vazios =>iluminao no uniforme.
A fraco de radiao interceptada depende: IAF distribuio da folhagem relativamente direco da
radiao e do ngulo das folhas
DISTRIBUIO DA RADIAO
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Mesmo em cobertos maissimples a distribuio daradiao no interior
coberto complexa
Os nveis de PAR so drasticamente reduzidos a partir da superfcie do coberto,podendo atingir valores < a 1% da ambiente no interior de cobertos densos.
So principalmente as folhas bemiluminadas que contribuem para a fotossntese do coberto. Asensombradas recebem PAR => prematuramente ficam senescentes queda
prematura
DISTRIBUIO DA RADIAO
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quantitativamente reduzidaqualitativamente alterada
ControlaReacesFITOCROMO
Luz de sombra
valores R/FR (660-730 nm)
Quando ensombramento no coberto????
videiras vigorosas c/ folhas largas e grande crescimento das netas; folhas verticais que induzem mais sombra; entrelinhas largas => para o mesmo rendimento => < espaamento entre
sarmentos;
um elevado n sarmentos/ha.
EFEITO DO MICROCLIMA DO COBERTO
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NO PROCESSO PRODUTIVO DA VIDEIRA
MICROCLIMACOBERTO
tamanho
formaarranjo
densidade
CLIMA AMBIENTEACIMA COBERTO
Liana
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colonizaohorizontal
Cultivadacolonizao vertical
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Possibilidademanipularestruturaarquitectura
Modelar
Microclima
MEDIES MICROCLIMA LUMINOSO
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Clula fotoelctrica(R/FR 660-730nm)PFD
Sonda sunfleck PAR ceptometer
MICROCLIMALUMINOSO
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MICROCLIMATrmico
Efeito da desfolha na % PFD ambienteinterceptada e na R/FR
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Efeito da desfolha na % PFD ambienteinterceptada e na R/FR (2002)
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OPTIMIZAO DA SFE
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A utilizao de arames mveis para a erguida eamarra da vegetao na vertical ascendente constituiuma das formas mais fceis e baratas de aumentara SFE tcnica que actualmente se pode executarmecanicamente.
EFEITO DO MICROCLIMA NO CRESCIMENTO
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Sebes SFE
PN
Irradincia e TAquecimento
folha
Transpirao
sombra interior
n lanamentos fertilidade
< taxas
vingamento Mdiferenciao
fertilidade
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Microclima luminoso de um
coberto pouco denso, castaFerno Pires. TapadaAjuda. Os valores indicam aPPFD, em valor absoluto e
em % da referncia (valoresambientes), interceptado noponto peciolar ao meio-diasolar)
PPFD densidade fluxo fotnio
fotossinteticamente activo
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Microclima luminoso de um
coberto muito denso, castagua Santa. Anadia. Osvalores indicam a PPFD, emvalor absoluto e em % dareferncia (valoresambientes), interceptado noponto peciolar ao meio-diasolar)
PPFD densidade fluxo fotnio
fotossinteticamente activo
COBERTO IDEAL
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Equilbrio
Curso dirio da A e temperatura da folha(11 folha em lanamentos na vertical, ao pintor)
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Efeito da desfolha e da posio dafolha na taxa de fotossntese lquida
( i t )
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(pintor)
DESENVOLVIMENTO DE UMCAPTADOR PTICO
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Concepo deum captador de
imagem paramedir o volumedos cachos
Modelizao do volume do cacho a partir da viso binocular
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NOVAS APLICAES DO CAPTADOR
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Estimativa da cor na altura da maturao
nh
o
NOVAS APLICAES DO CAPTADOR
Estimativa da cor na altura da maturao
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Eric SerranoSistema optico de estimativada dos rendimentos a parcela
Insti
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FrancsdaVinha
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Portable NIR Spectrometer
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Luminar 5030 AOTF NIR AnalyzerBrimrose Corporation of America
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Taxa de crescimento da cultura (TCC)
TCC = dP/dT x 1/Af
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TCC = TAL X IAF (g. dm-2 . dia -1)
Deve-se salientar que para os valores das taxas (TCC, TAL, TCR), recomenda-se o uso dos
dados mdios e no instantneos, entre os intervalos de observao. J os valores de IAF,AFE e RAF, so representativos apenas para o instante de avaliao, sendo varivel dentre
de um curto perodo de tempo. Uma variao para os valores de IAF e RAF, pode ser
obtida atravs de suas relaes com a TCR e TAL obtendo, portanto, valores que podem
ser considerados como mdios.
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