culturas Milho 19,30 4,60 1,95 12,70 65,80 Batata 94,10 28,3 17,78 50,90 54,10 Trigo 14,50 1,88 0,73 11,90 82,10

Transcrição

1 FISIOLOGIA VEGETAL Conceito de estresse: Estresse Abiótico em Plantas É um fator externo que exerce uma influência desvantajosa sobre a planta Estresse abiótico em plantas Plantas sob estresse apresenta: Redução no crescimento da planta (alterações morfológicas) Alterações nas atividades fisiológicas e metabólicas Pombal PB Redução na produtividade das espécies Tipos de estresse Dois tipos: Estresses bióticos Pragas Doenças Plantas daninhas Estresses abióticos Déficit hídrico Salinidade do solo e da água Temperaturas supra ótimas Encharcamento (deficiência de O 2 ) Nutrientes e luz Resposta das plantas ao estresse abiótico Estresse reduz o rendimento das culturas culturas Rendimento Recorde (t) Rendimento médio (t) Perca estresse biótico (t) Perca estresse abiótico (t) Perca estresse abiótico (%) Milho 19,30 4,60 1,95 12,70 65,80 Batata 94,10 28,3 17,78 50,90 54,10 Trigo 14,50 1,88 0,73 11,90 82,10 Beterraba 121,00 42,6 17,10 61,30 50,70 Sorgo 20,10 2,83 1,05 16,20 80,60 1

2 Resposta das plantas ao estresse abiótico Resposta das plantas ao estresse abiótico A resistência ao estresse pode ser agrupado em duas categorias: Mecanismos de evitação: evita que a planta seja exposta ao estresse abiótico Mecanismos de tolerância: permite com que a planta conviva com o estresse abiótico imposto Extremas 2

3 Déficit hídrico e resistência a seca É todo conteúdo de água de um tecido ou célula que está abaixo do conteúdo de água mais alto exibido no estado de maior hidratação Efeito do déficit hídrico sobre a planta Desbalanço nutricional: na absorção do K, Ca, N, P, entre outros Redução no potencial hídrico Redução na absorção de água do solo Fechamento estomático Redução na fixação do CO 2 Redução na fotossíntese Redução no crescimento e na produção Estresse hídrico em mamona Condutância estomática (mol m -2 s -1 ) Y = 1,99 [1-exp -0,014 X ] (R 2 =0,9503) Lâmina de irrigação (%) 3

4 Transpiração (mmol H 2 O m -2 s -1 ) Y = 11,66 [1-exp -0,032 X ] (R 2 =0,8340) Lâmina de irrigação (%) Fotossíntese (µmol CO 2 m -2 s -1 ) Y = 27,70 [1-exp -0,04 X ] (R 2 =0,8453) Lâmina de irrigação (%) Déficit hídrico e resistência a seca Estratégias de resistência a seca Redução na área foliar Redução no volume celular Diminuição na pressão de turgor Concentração de solutos na célula Redução do número de folhas por planta Benefício: reduz a área foliar exposta ao ambiente ( transpiração) Déficit hídrico e resistência a seca Estratégias de resistência a seca Abscisão foliar Redução na síntese de auxina e citocinina Estímulo a produção de etileno Benefício: reduz a área foliar exposta ao ambiente ( transpiração) Fechamento dos estômatos Hidropassivo: ativado por umidade relativa do ar baixa Hidroativo: redução da pressão de turgor nas células-guardas em virtude da redução no conteúdo de solutos estimulado ABA Benefício: reduz a perda de água para o ambiente ( transpiração) 4

5 Déficit hídrico e resistência a seca Estratégias de resistência a seca Aprofundamento das raízes em direção ao solo úmido Redução na área foliar Redução no consumo de CO 2 e energia na parte aérea Maior translocação de assimilados para o sistema radicular Benefício: aumenta a capacidade de captação de água do solo Ajuste osmótico Potencial hídrico da planta < potencial hídrico do solo (absorção de água pela planta) Tolerância a seca: potencial osmótico potencial hídrico Déficit hídrico e resistência a seca Estratégias de resistência a seca Ajuste osmótico Como a planta reduz seu potencial osmótico-hídrico interno? Açúcares totais Ácidos orgânicos Aminoácidos Íons inorgânicos (K + ) Solutos compatíveis: prolina, sorbito, manitol e glicina betaína Benefício: a planta continua absorvendo água do solo por mais tempo 5

6 Déficit hídrico e resistência a seca Estratégias de resistência a seca Deposição de cêra na folha Cutícula torna-se mais espessa Redução da perda de água pela epiderme Alteração na dissipação de calor Reduz a perda de calor por transpiração Perda de calor por convecção (pelo vento) Áreas cultivadas no mundo: 20 % Áreas irrigadas: 50 % Causas da salinização: Salinidade do solo e da água Homem (antropogênicas): manejo de fertilizantes manejo da irrigação água de má qualidade Ambientais: baixa precipitação pluviométrica altas temperaturas alta demanda evaporativa Efeito da salinidade sobre a planta Desbalanço nutricional (K + e Ca 2+ Na + ) (NO 3- e H 2 PO 4 - Cl - ) Toxidez por íons: Cl - e Na + Efeito osmótico Redução no potencial osmótico hídrico Redução na absorção de água do solo Fechamento estomático Redução na fixação do CO 2 Redução na fotossíntese Redução no crescimento e na produção 6

7 Estresse salino em melancia Condutância estomática (mol m -2 s -1 ) Y = 1,50-0,095 X (R 2 = 0,71) Níveis de salinidade (ds m -1 ) Transpiração (mmol H 2 O m -2 s -1 ) Y = 11,73-0,16 X - 0,04 X 2 (R 2 = 0,84) Níveis de salinidade (ds m -1 ) Fotossíntese (µmol CO 2 m -2 s -1 ) 34 Y = 33,39-0,29 X (R 2 = 0,92) Níveis de salinidade (ds m -1 ) 7

8 Produção comercial (Mg ha -1 ) Y=82,89-7,85 (R 2 =0,96) Níveis de salinidade (ds m -1 ) Estresse causado por temperaturas extremas Estresse por altas temperaturas Plantas CAM: 60 a 65ºC Reemissão da radiação solar Perda de calor por ação do vento Plantas C 3 e C4: 40 a 45ºC Reduz a temperatura através da transpiração Em plantas C 3 altas temperaturas são mais prejudiciais: fotorrespiração Plantas C4 e CAM: não apresentam fotorrespiração detectável Estresse causado por temperaturas extremas Efeitos causados por altas temperatura Redução da fotossíntese e respiração FS: produz carboidratos RS: consome carboidratos Ponto de compensação: temperatura na qual o que é produzido pela fotossíntese é consumido pela respiração Redução na estabilidade das membranas celulares Causam perdas de íons Desnaturação de proteínas e perda da atividade enzimática Redução no crescimento e rendimento da planta Estresse causado por temperaturas extremas Efeitos causados por baixas temperatura Redução na fotossíntese e respiração Redução na absorção de água e nutrientes Redução na translocação de fotoassimilados Desnaturação de proteínas e perda da atividade enzimática Amarelecimento e senescência foliar Redução no crescimento e rendimento das plantas 8

9 Estresse causado por deficiência de oxigênio Estresse causado por deficiência de oxigênio Efeitos causados por falta de oxigênio Inibição da respiração Síntese de etileno Senescência da planta Síntese de etileno e senescência da planta 9

10 Estresse causado por deficiência de oxigênio Adaptações da planta ao déficit de oxigênio Aplicação de pretratamento com falta de oxigênio moderado Estresse causado por deficiência de oxigênio Adaptações da planta ao déficit de oxigênio Aplicação de pretratamento com falta de oxigênio moderado Aerênquimas é 10

11 Raízes pneumatófagas Estresse oxidativo Espécies de oxigênios reativos 11

12 Eliminação de espécies de oxigênios reativos pela planta Problemas causados EORs: Dano a membranas celulares Destruição de proteínas 12