Vegetar ou frutificar? Eis a questão

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1 Instituto Agronômico - IAC Centro de Pesquisa e Desenvolvimento em Ecofisiologia e Biofísica Setor de Fisiologia Vegetal Vegetar ou frutificar? Eis a questão by Rafael V. Ribeiro Pesquisador Científico

2 Energia/Compostos estruturais (carboidratos = açúcar) Fisiologia dos citros Vegetar frutificar By R.V. Ribeiro

3 Parte aérea... Vegetar Sistema radicular... FRUTIFICAR Como a irrigação pode afetar essa dinâmica? By R.V. Ribeiro

4 Como As coisas OCORREM NATURALMENTE? 1- Produção de fotoassimilados 2- dinâmica de carboidratos 3- floração/frutificação 4- crescimento vegetativo By R.V. Ribeiro

5 Produção de fotoassimilados 300 A max (µmol m -2 s -1 ) A I (mmol m -2 d -1 ) A max A I Julian day Variação sazonal da assimilação máxima de CO 2 (A max ) e da assimilação diária de CO 2 (A I ) em folhas expostas de laranjeiras Valência em condições de campo, Cordeirópolis (SP). Cada símbolo é o valor médio de 10 repetições (± SE). Ribeiro, R.V. & Machado, E.C. Some aspects of citrus ecophysiology in subtropical climates: re-visiting photosynthesis under natural conditions. Braz. J. Plant Physiol. 19(4): , 2007.

6 Produção de fotoassimilados Soil volumetric water content (%) (a) -0.4 (b) Variação sazonal do conteúdo volumétrico de água no solo (a) e potencial da água nos ramos (b) em posições expostas da copa de laranjeiras Valência em condições de campo, Cordeirópolis (SP). As avaliações foram realizadas na antemanhã (predawn) e às 14:00 h. Cada símbolo é o valor médio de 10 repetições (± SE). Stem water potential (MPa) pre-dawn 14:00 h Julian Day Ribeiro, R.V. & Machado, E.C. Some aspects of citrus ecophysiology in subtropical climates: re-visiting photosynthesis under natural conditions. Braz. J. Plant Physiol. 19(4): , 2007.

7 Hidratação vs. fotossíntese Natural Condições ambientais Irrigado Natural Irrigado 0,0 0,0-0,2-0,2 Potencial da água no ramo (MPa) -0,4-0,6-0,8-1,0-0,4-0,6-0,8-1,0-1,2 Set/2004-1,2 AGO/2005 Influência da irrigação no potencial da água nos ramos em posições expostas da copa de laranjeiras Valência em condições de campo, Cordeirópolis (SP). As avaliações foram realizadas na antemanhã. Cada símbolo é o valor médio de 5 repetições (± SE). Ribeiro, R.V. Variação sazonal da fotossíntese e relações hídricas de laranjeira Valência. Piracicaba: Universidade de São Paulo, p. Tese de Doutorado em Agronomia (Física do Ambiente Agrícola).

8 Hidratação vs. fotossíntese Condutância estomática (mol H 2 O m -2 s -1 ) 0,14 0,12 0,10 0,08 0,06 0,04 0,02 Set/2004 0,14 0,12 0,10 0,08 0,06 0,04 0,02 AGO/2005 0,00 Natural Irrigado 0,00 Natural Irrigado Condições ambientais Influência da irrigação na máxima condutância estomática em posições expostas da copa de laranjeiras Valência em condições de campo, Cordeirópolis (SP). Cada símbolo é o valor médio de 5 repetições (± SE). Ribeiro, R.V. Variação sazonal da fotossíntese e relações hídricas de laranjeira Valência. Piracicaba: Universidade de São Paulo, p. Tese de Doutorado em Agronomia (Física do Ambiente Agrícola).

9 Hidratação vs. fotossíntese 10 Set/2004 AGO/2005 1,16x 1,17x 10 Fotossíntese (µmol CO 2 m -2 s -1 ) Natural Irrigado 0 Natural Irrigado Condições ambientais Influência da irrigação na máxima fotossíntese em posições expostas da copa de laranjeiras Valência em condições de campo, Cordeirópolis (SP). Cada símbolo é o valor médio de 5 repetições (± SE). Ribeiro, R.V. Variação sazonal da fotossíntese e relações hídricas de laranjeira Valência. Piracicaba: Universidade de São Paulo, p. Tese de Doutorado em Agronomia (Física do Ambiente Agrícola).

10 Ambiente 140 Excedente (+), Deficiência (-), (mm) O que aconteceu???? J F M A M J J A S O N D J F M A M J J A S O N D MESES Extrato do balanço hídrico climatológico entre 2004 e 2005, em Cordeirópolis (SP). CAD = 100 mm. Ribeiro, R.V. Variação sazonal da fotossíntese e relações hídricas de laranjeira Valência. Piracicaba: Universidade de São Paulo, p. Tese de Doutorado em Agronomia (Física do Ambiente Agrícola).

11 Baixa temperatura DAY TIME [h] 0,0 6:00 14:30 15 B Ψ [MPa] -0,5-1,0-1,5-2,0 A Inverno Verão K L [mmol (H 2 O) m -2 s -1 MPa -1 ] Winter Summer SEASON Potencial da água na folha (Ψ) às 6:00 e 14:30 h e condutividade hidráulica de laranjeiras (K L ), avaliados no inverno (winter) e verão (summer). Cada símbolo é o valor médio de 4 repetições (± SE). Ribeiro, R.V.; Machado, E.C.; Santos, M.G.; Oliveira, R.F. Photosynthesis and water relations of well-watered orange plants as affected by winter and summer conditions. Photosynthetica, 2008 (submetido para publicação).

12 12 Baixa temperatura No solo A (µmol CO 2 m -2 s -1 ) A abc A B C ab 10ºC 20ºC 30ºC a c bc Ci (µmol CO 2 mol -1 ) B A B C bc c bc a bc Assimilação de CO 2 (A), condutância estomática (gs), concentração intercelular de CO 2 (Ci) e eficiência instantânea de carboxilação (A/Ci) em função da variação da temperatura do sistema radicular ( o C ou o C) em laranjeiras enxertadas em limoeiro Cravo. Cada símbolo é o valor médio de 5 repetições (± SE). Seta indica o retorno a 20 o C gs (mol m -2 s -1 ) º dia 3º dia 5º dia 7º dia 9º dia A A B C a a a 1º dia 3º dia 5º dia 7º dia 9º dia c bc A/Ci (µmol m -2 s -1 Pa -1 ) º dia 3º dia 5º dia 7º dia 9º dia D a a a A b b B C 1º dia 3º dia 5º dia 7º dia 9º dia Dias de tratamento Magalhães Filho, J.R. Resposta da fotossíntese à variação da temperatura no sistema radicular em laranjeira Valência. Campinas: Instituto Agronômico, (em andamento). Dissertação de Mestrado em Agricultura Tropical e Subtropical (Tecnologia da Produção Agrícola).

13 Hidratação vs. fotossíntese SWA A Y /A X A 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 Relação A Y /A X B 0,5 1,0 Ψ p = -0,62 MPa Ψ s = -48,8 kpa Água disponível no solo, SWA (%) SWA gs Y /gs X C 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 1,0 Relação gs Y /gs X 80 0,9 Água disponível no solo (SWA) e relação entre a fotossíntese (A Y /A X ), condutância estomática (gs Y /gs X ) e transpiração (E Y /E X ) em plantas irrigadas (índice X) ou não irrigadas (índice Y) de limeira ácida Tahiti em condição de campo, Piracicaba, SP SWA 20 E Y /E X ,8 0,7 0,6 Relação E Y /E X Tempo (dias) Silva, C.R.; Folegatti, M.V.; Silva, T.J.A.; Alves Jr., J.; Souza, C.F.; Ribeiro, R.V. Water relations and photosynthesis as criteria for adequate irrigation management in Tahiti lime trees. Sci. Agric. 62(5): , 2005.

14 DINÂmica de carboidratos 300 CARBOIDRATOS [mg GLU (g MS) -1 ] AS CONTROLE AM CONTROLE AT CONTROLE AS IRRIGADO AM IRRIGADO AT IRRIGADO 50 S O N 2004 D J F M A M 2005 MESES J J A Influência da irrigação no conteúdo foliar de açúcar solúvel (AS), de amido (AM) e de açúcar total metabolizável (AT) em posições expostas da copa de laranjeiras Valência em condições de campo, Cordeirópolis (SP). Cada símbolo é o valor médio de 5 repetições (± SE). Ribeiro, R.V. Variação sazonal da fotossíntese e relações hídricas de laranjeira Valência. Piracicaba: Universidade de São Paulo, p. Tese de Doutorado em Agronomia (Física do Ambiente Agrícola).

15 DINÂmica de carboidratos 100 Set/ AGO/ AST (mg g -1 ) Natural Irrigado 0 Natural Irrigado Condições ambientais Influência da irrigação no conteúdo foliar de açúcar solúvel (AST) em posições expostas da copa de laranjeiras Valência em condições de campo, Cordeirópolis (SP). Amostras coletadas as 15:00 h. Cada símbolo é o valor médio de 5 repetições (± SE). Ribeiro, R.V. Variação sazonal da fotossíntese e relações hídricas de laranjeira Valência. Piracicaba: Universidade de São Paulo, p. Tese de Doutorado em Agronomia (Física do Ambiente Agrícola).

16 DINÂmica de carboidratos 125 Set/ AGO/ AMIDO (mg g -1 ) Natural Irrigado 0 Natural Irrigado Condições ambientais Influência da irrigação no conteúdo foliar de amido em posições expostas da copa de laranjeiras Valência em condições de campo, Cordeirópolis (SP). Amostras coletadas as 15:00 h. Cada símbolo é o valor médio de 5 repetições (± SE). Ribeiro, R.V. Variação sazonal da fotossíntese e relações hídricas de laranjeira Valência. Piracicaba: Universidade de São Paulo, p. Tese de Doutorado em Agronomia (Física do Ambiente Agrícola).

17 DINÂmica de carboidratos 300 CARBOIDRATOS [mg GLU (g MS) -1 ] AS CONTROLE AM CONTROLE AT CONTROLE AS IRRIGADO AM IRRIGADO AT IRRIGADO 50 S O N 2004 D J F M A M 2005 MESES J J A Influência da irrigação no conteúdo foliar de açúcar solúvel (AS), de amido (AM) e de açúcar total metabolizável (AT) em posições expostas da copa de laranjeiras Valência em condições de campo, Cordeirópolis (SP). Cada símbolo é o valor médio de 5 repetições (± SE). Ribeiro, R.V. Variação sazonal da fotossíntese e relações hídricas de laranjeira Valência. Piracicaba: Universidade de São Paulo, p. Tese de Doutorado em Agronomia (Física do Ambiente Agrícola).

18 Floração/frutificação Estruturas reprodutivas (unidades m -3 ) Total Botões Flores Frutos 17/8/07 24/8/07 31/8/07 5/9/07 14/9/07 21/9/07 28/9/07 Dias 5/10/07 10/10/07 19/10/07 26/10/07 9/11/07 28/11/07 Variação temporal da quantidade de botões, flores, frutos e total de estruturas reprodutivas de laranjeiras Valência em condições de campo, Cordeirópolis (SP). Cada símbolo é o valor médio de 5 repetições (± SE). Sekita, M.C. Floração de laranjeira Valência com variação da carga pendente. Campinas: Instituto Agronômico, p. Dissertação de Mestrado em Agricultura Tropical e Subtropical (Tecnologia da Produção Agrícola).

19 Floração/frutificação Açucares Açúcares totais (mg (mg g -1 g MS) -1 ) /08/07 05/09/07 14/09/07 21/09/07 Dias 28/09/07 10/10/07 29/10/07 Variação temporal do conteúdo foliar de açúcar total metabolizável durante a floração de laranjeiras Valência em condições de campo, Cordeirópolis (SP). Cada símbolo é o valor médio de 5 repetições (± SE). Sekita, M.C. Floração de laranjeira Valência com variação da carga pendente. Campinas: Instituto Agronômico, p. Dissertação de Mestrado em Agricultura Tropical e Subtropical (Tecnologia da Produção Agrícola).

20 Floração/frutificação Natural Irrigado 4,35% Total de estruturas reprodutivas (unidades m -3 ) ,26% 23/ago 30/ago 6/set 13/set 20/set 27/set 4/out Data Influência da irrigação na quantidade total de estruturas reprodutivas de laranjeiras Valência em condições de campo, Cordeirópolis (SP). Cada símbolo é o valor médio de 5 repetições (± SE). Os valores indicam a fixação de frutos em cada condição. 11/out 18/out 25/out 8/nov 24/nov 8/dez Ribeiro, R.V.; Santos, M.G.; Vasconcelos, L..F.L.; Machado, E.C.; Bron, I.U (dados não publicados).

21 DINÂmica de carboidratos 300 CARBOIDRATOS [mg GLU (g MS) -1 ] AS CONTROLE AM CONTROLE AT CONTROLE AS IRRIGADO AM IRRIGADO AT IRRIGADO 50 S O N 2004 D J F M A M 2005 MESES J J A Influência da irrigação no conteúdo foliar de açúcar solúvel (AS), de amido (AM) e de açúcar total metabolizável (AT) em posições expostas da copa de laranjeiras Valência em condições de campo, Cordeirópolis (SP). Cada símbolo é o valor médio de 5 repetições (± SE). Círculo indica o período de crescimento não aparente. Ribeiro, R.V. Variação sazonal da fotossíntese e relações hídricas de laranjeira Valência. Piracicaba: Universidade de São Paulo, p. Tese de Doutorado em Agronomia (Física do Ambiente Agrícola).

22 Crescimento vegetativo Crescimento do ramo (cm d -1 ) 1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 a c c c c c Leste Oeste bc bc bc J F M A M J J A S O N Meses (2006) b bc Variação sazonal do crescimento vegetativo de laranjeiras Hamlin em condição de campo, Limeira, SP. As avaliações foram realizadas nas porções leste e oeste da copa de plantas jovens. Cada símbolo é o valor médio de 12 repetições (± SE). Letras distintas indicam diferenças significativas pelo teste de Tukey (p<0,05). Ramos, R.A.; Ribeiro, R.V.; Machado, E.C.; Machado, R.S. Variação sazonal do crescimento vegetativo de laranjeiras. Acta Scientiarum Agronomy, 2008 (submetido para publicação).

23 Crescimento vegetativo CRESCIMENTO DOS RAMOS (cm mês -1 ) controle irrigado Influência da irrigação no crescimento e surgimento de brotações em ramos de laranjeiras Valência em condição de campo, Cordeirópolis, SP. Cada símbolo é o valor médio de 5 repetições (± SE). NÚMERO DE BROTAÇÕES controle irrigado S O N D J F M A M J J A Meses Ribeiro, R.V. Variação sazonal da fotossíntese e relações hídricas de laranjeira Valência. Piracicaba: Universidade de São Paulo, p. Tese de Doutorado em Agronomia (Física do Ambiente Agrícola).

24 Crescimento vegetativo Crescimento da parte aérea (cm d -1 ) Crescimento da raiz (cm d -1 ) J F M A M J J A S O N Meses (Hemisfério Norte) Variação sazonal do crescimento da parte aérea e das raízes de citros. Bevington K.B.; Castle, W.S. Annual root growth pattern of young citrus trees in relation to shoot growth, soil temperature and soil water content. J. Am. Soc. Hort. Sci. 110: , 1985.

25 VI Simpósio de Citricultura Irrigada Crescimento vegetativo A Índice de área foliar (m m ) B 1 0 Natural Irrigado Condições ambientais Influência da irrigação no índice de área foliar de laranjeiras Valência em condição de campo, Cordeirópolis, SP. Cada barra representa o valor médio de de 5 repetições (± SE). Nas fotos, notar as poucas brotações (verde claro) nas plantas em condições naturais (A) e a intensa brotação nas plantas irrigadas (B). Ribeiro, R.V. Variação sazonal da fotossíntese e relações hídricas de laranjeira Valência. Piracicaba: Universidade de São Paulo, p. Tese de Doutorado em Agronomia (Física do Ambiente Agrícola).

26 A hidratação da planta é sempre benéfica? Refletir sobre Custos/benefícios... Preservação de recursos hídricos By R.V. Ribeiro

27 BENEFÍCIOS VS. CONDIÇÕES DE CULTIVO Ribeiro, R.V.; Machado, E.C.; Brunini, O. Ocorrência de condições ambientais para a indução do florescimento de laranjeiras no Estado de São Paulo. Rev. Bras. Frutic. 28: , 2006.

28 BENEFÍCIOS VS. CONDIÇÕES DE CULTIVO Variação sazonal da assimilação diária de CO 2 (mmol m -2 d -1 ) em folhas expostas de laranjeiras irrigadas em duas regiões de cultivo. A deficiência acumulada até a data da avaliação foi de 40 e 230 mm em Cordeirópolis e Bebedouro (SP), respectivamente. As medidas foram realizadas no inverno (julho) e verão (dezembro). Cada símbolo é o valor médio de 5 repetições (± SE). Estação Disponibilidade de água Natural Irrigado Cordeirópolis Verão ± ± 5.6 Inverno ± ± 5.1 Bebedouro Verão ± ± 22.2 Inverno 56.9 ± ± 23.5 Ribeiro, R.V. & Machado, E.C. Some aspects of citrus ecophysiology in subtropical climates: re-visiting photosynthesis under natural conditions. Braz. J. Plant Physiol. 19(4): , 2007.

29 ... Vegetar frutificar Parte aérea Sistema radicular PRODUÇÃO DE FRUTOS (PRODUTIVIDADE) X By R.V. Ribeiro

30 PRODUÇÃO DE FRUTOS v F V F v F Vegetar Frutificar By R.V. Ribeiro

31 EQUIPE Pesquisadores Dr. Rafael Vasconcelos Ribeiro, IAC Dr. Eduardo Caruso Machado, IAC Dr. Mauro Guida dos Santos, UFPE Dra. Ana Maria M. Andrade Lagôa, IAC Dr. Ricardo Ferraz de Oliveira, Esalq/USP Ms. Lúcio Flavo Lopes de Vasconcelos, Embrapa dra. Ilana urbano bron, iac dr. Paulo mazzafera, unicamp dr. Milton massao shimizu, unicamp alunos PG/IAC e unicamp Daniela Favero São Pedro Machado, Biol. José Rodrigues Magalhães Filho, Eng. Agr. Rômulo Augusto Ramos, Eng. Agr. Marcelo Coelho Sekita, Eng. Agr. Ricardo Silverio Machado, Eng. Agr. verónica LORENA dovis, eng. Agr. Financiamento Apoio By R.V. Ribeiro

32 Mestrado e doutorado No iac By R.V. Ribeiro

33 RAFAEL VASCONCELOS RIBEIRO INSTITUTO AGRONÔMICO IAC Centro de Pesquisa e Desenvolvimento em Ecofisiologia e Biofísica Av. Barão de Itapura, 1481 Prédio D. Pedro II Campinas SP Brasil rafael@iac.sp.gov.br Agradeço pelo precioso tempo compartilhado! By R.V. Ribeiro