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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

10


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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

32


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33


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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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DE PLANTAS


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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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evoluo da rea foliar por folha principal



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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

tuto

FrancsdaVinha

edo

Vinh

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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