Visual assessment of leaf area index in coffee (Coffea arabica L.) fields

Abstract

The application of leaf area index (LAI) in coffee crop management depends on the availability of methodologies for proper estimation. The objective of this study was to develop a methodology for the visual assessment of LAI in coffee fields and to establish a protocol for training, evaluation, and feedback for evaluators. Four rounds of LAI measurements were conducted using visual estimates, two instruments (LAI 2200-C and AccuPAR LP-80), and defoliation of coffee hedgerows in Poás, Costa Rica. In each round, five workers visually estimated the LAI values on two occasions separated by 15 days, and feedback reinforcement was provided to each worker at the end of each round. Visual assessments showed high repeatability and reproducibility and the estimates were adjusted to the linear regression model in most cases. Evaluators improved their capacity to visually assess the LAI throughout the rounds, as the value of R2increased consistently for most workers, with values as high as 0.87. Instrumentation evaluation of LAI produced R2values of 0.5-0.6, with significant underestimation bias. The performance of the different methods is discussed in the context of widely spaced hedgerows. The proposed visual methodology constitutes a statistically sound, rapid, simple, and reliable method for determining the LAI of coffee fields to aid in decision-making for crop management.

A aplicação do índice de área foliar (IAF) na gestão da cultura do cafeeiro depende da disponibilidade de metodologias para sua estimativa correta. É proposta aqui uma metodologia para a avaliação visual do IAF em plantas de café, por tanto se estabelece um protocolo para o treinamento dos avaliadores. Foram feitas quatro rodadas de medições do IAF utilizando estimativas visuais, dois instrumentos (LAI 2200-C e AccuPAR LP-80), e desfolhações de sebes de café na Costa Rica. A cada rodada, cinco trabalhadores estimaram visualmente os valores do IAF em duas ocasiões e separados por 15 dias. Ao final de cada rodada, foi dada uma retroalimentação a cada trabalhador. A avaliação visual mostrou alta repetibilidade e reprodutibilidade, e as estimativas foram ajustadas para o modelo de regressão linear na maioria dos casos. Os avaliadores melhoraram sua capacidade de avaliar visualmente o IAF ao longo das rodadas, e o valor de R2 aumentou consistentemente para a maioria dos trabalhadores, com valores tão altos quanto 0,87. A avaliação do IAF por instrumentos produziu valores de R2 de 0,5-0,6, com significativa tendência de subestimação, e não se ajustou ao modelo de regressão linear. O desempenho dos diferentes métodos é discutido no contexto de coberturas com amplo espaço. A metodologia visual proposta constitui uma determinação sólida, rápida, simples e confiável do IAF na lavoura do café e considera-se uma ajuda na tomada de decisões para a gestão da safra.