Ecofisiologia da cana-de-açúcar no estado de Alagoas

Transcrição

1 São Paulo, 19 de março de 2009 Rede Interinstitucional para o Desenvolvimento do Setor Sucroalcooleiro CECA Ecofisiologia da cana-de-açúcar no estado de Alagoas Prof. Dr. Laurício Endres CECA - UFAL

2 PMGCA

3

4 POTENCIAL DO SOLO PARA PRODUÇÃO DE CANA-DE-AÇÚCAR Alto Médio Bom Impróprio

5 POTENCIAL DE PRODUÇÃO SOLO E CLIMA SEM IRRIGAÇÃO Alto Médio Bom Impróprio 5

6 Trópico Semi-Árido Características climáticas: Balanço hídrico negativo; Precipitações médias anuais inferiores a 800 mm; Insolação média de 2800 h/ano; Temperaturas médias anuais de 23º a 27º C; Evaporação de mm/ano; Umidade relativa do ar média em torno de 50%.

7 Cana-de-açúcar Planta C4 Déficit hídrico (seca) Seleção de genótipos mais resistentes ao estresse hídrico

8 Competição de variedades Como as variedade RB se comportam quando submetidas ao déficit hídrico?

9 Irrigado Déficit hídrico Cana com três meses de idade.

10 LAI Número de folhas expandidas Altura (cm) ,50 1,25 1,00 0,75 0,50 0,25 0,00 7,0 6,0 5,0 4,0 3,0 2,0 Irrigado Sequeiro

11 0,82 0,80 5:00 F v /F m 0,78 0,76 0,74 0,72 0,80 0,76 12:00 F v /F m 0,72 0,68 0,64 0,60 Irrigado Sequeiro

12 PSII Yield 0,50 0,45 0,40 0,35 0,30 0,25 0,20 Irrigado Sequeiro A (mmol CO 2 m -2 s -1 )

13 gs (mol H 2 O m -2 s -1 ) 0,30 16 E (mmol H 2 O m -2 s -1 ) 0,25 0,20 0,15 0,10 0,05 0, A (mmol CO 2 m -2 s -1 ) A/gs Irrigado Sequeiro

14 SPAD Clorofila Total (mg g -1 MF) ,8 2,5 2,3 2,0 1,8 1,5 1,3 1,0 Irrigado Sequeiro

15 Prolina (mmol g -1 MS) 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0 Irrigado Sequeiro

16 Material e Métodos 28 genótipos Diferente regiões do Estado de Alagoas Sob diferentes condições de déficit hídrico 308 observações

17 Transpiração (mmol m -2 s -1 ) Resultados Relação entre 10,0 9,0 8,0 A Todos os dados 7,0 Cond. Estomática X 6,0 5,0 4,0 Transpiração 3,0 2,0 1,0 Y=-6,06+13,35/(1+EXP(-(X- 0,005)/0,0801)) R 2 =0,89 0,0 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 Condutância estomática (mol m -2 s -1 ) Déficit hídrico

18 Fotossíntese (mmol m -2 s -1 ) Resultados D Relação entre Cond. Estomática X Fotossíntese Y=-3,934+58,98. X 0,5 R 2 =0,94 Y=-3,934+58,98. X 0,5 R 2 =0,94 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 Condutância estomática (mol m -2 s -1 ) Déficit hídrico

19 Fotossíntese (mmol m -2 s -1 ) Transpiração (mmol m -2 s -1 ) Sugestão 10,0 9,0 8,0 7,0 6,0 5,0 4,0 3,0 2,0 1,0 A 0,0 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 Condutância estomática (mol m -2 s -1 ) 45 D 40 Deve-se privilegiar genótipos com alta condutância estomática para aumentar a fotossíntese independente da transpiração Y=-3,934+58,98. X 0,5 5 R 2 =0,94 0 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 Condutância estomática (mol m -2 s -1 )

20 Fotossíntese (mmol m -2 s -1 ) Resultados Transpiração Eficiência instantânea do uso da água G Relações hídricas 15 Fotossíntese 10 5 Y=-1,559+4,389. X R 2 =0,83 0 0,0 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0 92 g H 2 O para 1g CO 2 fixado. Real: 250 g H 2 O para 1g CO 2 Transpiração (mmol m -2 s -1 )

21 Material e Métodos RB72454 Comparação SP RB92579

22 Material e Métodos Condutância estomática X Transpiração Condutância estomática X Fotossíntese Potencial hídrico X fotossíntese Adaptação ao ambiente

23 Transpiração (mmol m -2 s -1 ) Resultados Condutância estomática Transpiração 10,0 9,0 8,0 7,0 6,0 5,0 4,0 3,0 2,0 1,0 RB92579 RB72454 SP Y=-0,27+13,1. X 0,466 R 2 =0,88 Y=-0,13+10,8. X 0,465 R 2 =0,93 Y= 0,09+11,8. X 0,525 R 2 =0,91 0,0 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 Condutância estomática (mol m -2 s -1 )

24 Fotossíntese (mmol m -2 s -1 ) Resultados Condutância estomática RB92579 RB72454 SP Fotossíntese Y=-0,70+64,6. X 0,662 R2=0,96 Y=-0,19+64,1. X 0,665 R2=0,98 Y=-0,23+55,1. X 0,673 R2=0,95 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 Condutância estomática (mol m -2 s -1 )

25 Padrão de enrolamento das folhas Estômatos Tipo folha Variedades Inferior Superior Padrão de enrolamento foliar RB a 129 ab x x xxx xx RB a 140 a x xxx x xx SP a 103 b x x xxx xx Fonte: Prof. Dr. José Vieira Silva, Arapiraca-UFAL, 2007.

26 Material e Métodos Comparação entre variedades Potencial hídrico folha X condutância estomática Comparação entre variedades Potencial hídrico folha X fotossíntese Comparação entre variedades Potencial hídrico folha X transpiração

27 Condut. estomática (mol m -2 s -1 ) Resultados Potencial hídrico 0,7 0,6 0,5 Y=0,67 + 0,37. X R 2 =0,58 Y=0,85 + 0,53. X R 2 =0,69 Y=0,76 + 0,53. X R 2 =0,68 0,4 0,3 Condutância estomática 0,2 0,1 RB92579 RB72454 SP A variedade RB92579 mantém os estômatos abertos sob déficit hídrico mais intensos A variedade SP fecha seus estômatos sob estresse 0,0-2,0-1,8-1,6-1,4-1,2-1,0-0,8-0,6-0,4 Potencial hídrico foliar (MPa) Capacidade de sucção de água Déficit hídrico

28 Fotossíntese (mmol m -2 s -1 ) Resultados Potencial hídrico Y=62, ,5. X R2=0,64 Y=72, ,02. X R2=0,76 Y=56, ,02. X R2=0, RB92579 RB72454 SP Fotossíntese A variedade RB92579 tem a capacidade de fazer fotossíntese sob déficit hídrico severo. 0-2,0-1,8-1,6-1,4-1,2-1,0-0,8-0,6-0,4 Potencial hídrico foliar (MPa) Capacidade de sucção de água Déficit hídrico

29 Transpiração (mmol m -2 s -1 ) Resultados Potencial hídrico Y=15,46 + 8,01. X R 2 =0,64 Y=14,31 + 8,04. X R 2 =0,73 Y=13,87 + 9,01. X R 2 =0, RB RB72454 Transpiração 2 SP A variedade SP fecha seus estômatos para se proteger do estresse. A variedade RB92579 tem uma maior capacidade de extrair água do solo. 0-2,0-1,8-1,6-1,4-1,2-1,0-0,8-0,6-0,4 Potencial hídrico foliar (MPa) Capacidade de sucção de água Déficit hídrico

30 Sistema Radicular O sistema radicular da cana-de-açúcar pode atingir até 5 m de profundidade. Fonte: Smith et al. Field Crops Research 92: , 2005.

31 Sistema Radicular Grande parte do sistema radicular está na superfície até 50 cm de profundidade Fonte: Smith et al. Field Crops Research 92: , 2005.

32 Distribuição do sistema radicular de quatro variedades cana-de-açúcar, Usina Santo Antônio, AL Profundidade (cm) Linha a 30 cm N o de Raízes.dm -2 Fonte: Prof. Dr. José Vieira Silva, Arapiraca-UFAL, 2007.

33 Fonte: Prof. Dr. José Vieira Silva, Arapiraca-UFAL, 2007.

34 Distribuição do sistema radicular de quatro variedades cana-de-açúcar, Usina Santo Antônio, AL Em cima da linha de plantio A 30 cm da linha de plantio Raízes dm RB72454 SP RB92579 Raízes dm RB72454 SP RB Profundidade (cm) Profundidade (cm) Fonte: Prof. Dr. José Vieira Silva, Arapiraca-UFAL, A variedade RB92579 tem um sistema radicular mais desenvolvido que aumenta a capacidade de extrair água do solo.

35 Distribuição do sistema radicular varia conforme o turno de rega A quantidade de água fornecida para os três tratamentos foi igual! Uma semana Duas semanas Três semanas Fonte: Smith et al. Field Crops Research 92: , 2005.

36 Kg sacarose por Kg fósforo acumulado As reservas conhecidas de fósforo podem se esgotar em menos de 100 anos, se for mantido o ritmo atual de crescimento do seu consumo mundial RB RB92579 Fonte: Prof. Dr. Mauro Wagner de Oliveira, CECA-UFAL, 2007.

37 Época de plantio sobre florescimento Genótipo Período de florescimento Plantio em julho Florescimento médio (%) Plantio em agosto Plantio em setembro F150 Precoce 81,25 41,35 16,47 RB72454 Intermediária 85,59 66,06 17,07 RB92579 Super tardia 18,62 5,84 0,82 RB Relutante 0,00 0,00 0,00 Média Geral 47,26 28,78 8,91 Fonte: Eng. Agr. João Messias dos Santos, Dissertação de mestrado, UFAL, 2007.

38 Fv/Fm Aplicação de 25g ha -1 hexazinone e 100 g ha -1 clomazone 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 RB72454 RB RB RB ,3 0,2 0,1 0, Dias após a aplicação RB RB92579 RB RB93509

39 Perspectivas Melhor caracterização fisiológica das variedades lançadas; Melhoramento incluindo variáveis fisiológicas para seleção de genótipos mais resistentes ao estresse hídrico e salino; Identificar perfis de expressão gênica e protêica que permitam compreender as respostas da cana frente ao déficit hídrico.

40 Grupo de Ecofisiologia Vegetal Prof. Dr. Laurício Endres, CECA UFAL Prof. Drª Vilma Marques Ferreira, CECA UFAL Prof. Dr. José Vieira Silva, Arapiraca UFAL Estudantes de Mestrado, Iniciação científica, bolsistas de pós-mestrado e pós-doutorado.

41 Financiadores

42 CECA Prof. Lauricio Endres Centro de Ciências Agrária Universidade Federal de Alagoas Telef.: