Evaluation of crop water status of melon plants in tropical semi-arid climate using thermal imaging

Abstract

The objective of this study was to analyze the feasibility of using thermal images to estimate the water status of melon plants (Cucumis melo L.) in tropical semi-arid climates. The study was conducted in a randomized block design with a split-plot arrangement. The plots comprised of soil cover (with and without mulching), and subplots were constructed using five irrigation regimes (120, 100, 80, 60, and 40% crop evapotranspiration), with five replicates. The following variables were evaluated: canopy temperature (Tcanopy), leaf water potential, air temperature (Tair), soil moisture, crop yield, and thermal index (ΔT), which is defined as the difference between Tcanopy and Tair. ΔT exhibited high correlations with crop yield and water consumption, indicating that thermography is an efficient tool for identifying the water status of melon plants, which could be employed for proper irrigation scheduling under tropical semi-arid scenarios. Moreover, thermal images identified the beneficial effects of soil cover on leaf water status and crop yield, primarily under moderate deficit irrigation. These results demonstrate that mulching is essential for increasing melon yield and water productivity in tropical regions. : O objetivo principal deste trabalho foi avaliar o uso de imagens térmicas para estimar o estado hídrico de plantas de meloeiro (Cucumis melo L.) sob clima tropical semiárido. O estudo foi realizado em delineamento de blocos casualizados, em esquema de parcelas subdivididas. As parcelas foram compostas pela cobertura do solo (com e sem cobertura morta) e as subparcelas por cinco regimes de irrigação (120, 100, 80, 60 e 40% da evapotranspiração da cultura - ETc), com cinco repetições. Foram avaliadas as seguintes variáveis: temperatura do dossel (Tdossel), potencial hídrico foliar (Ψfolha), temperatura do ar (Tair), umidade do solo, produtividade da cultura e índice térmico (ΔT), sendo este definido como a diferença entre Tdossel e Tair. O ΔT apresentou altas correlações com a produtividade da cultura e o consumo de água da cultura, evidenciando que a termografia é uma ferramenta eficiente para identificar o estado hídrico das plantas de meloeiro e pode ser empregada para uma adequada programação da irrigação em cenários do semiárido tropical. Além disso, o uso de imagens térmicas também permitiu identificar os efeitos benéficos da cobertura do solo sobre o estado hídrico foliar e a produtividade das culturas, principalmente sob moderado déficit de irrigação (DI). Os resultados obtidos também demonstram que a cobertura morta é essencial para aumentar a produtividade do melão e a produtividade da água em regiões tropicais.