Aspectos de Função em Plantas Forrageiras

Transcrição

1 LZT 520 Plantas Forrageiras e Pastagens Aspectos de Função em Plantas Forrageiras FISIOLOGIA DA PRODUÇÃO E O MANEJO DE PASTAGENS

2 Princípios da produção e perenidade das plantas forrageiras VIGOR DE REBROTA Área foliar Meristemas Reservas orgânicas

3 Já vimos FORMA (morfologia, ou como a planta é)

4 FUNÇÃO (fisiologia, ou como a planta funciona)

5 CÉLULA FOTOSSINTÉTICA (MESÓFILO) ESPAÇO INTER-CELULAR ATMOSFERA ATP NADPH CARBOIDRATO Ácido 3-fosfo glicérico (PGA) 3 carbonos ATP Ciclo de Calvin RuBP carboxilase Ribulose 1,5-bisfosfato (RuBP) CO 2 CO 2 epiderme CO 2 estômato aberto

6 CÉLULA FOTOSSINTÉTICA (MESÓFILO) ESPAÇO INTER-CELULAR ATMOSFERA Glicolato RuBP carboxilaseoxigenase RUBISCO O 2 O 2 O 2 estômato aberto CARBOIDRATO X? Ribulose 1,5-bisfosfato (RuBP) epiderme

7 Ciclo do Glicolato na célula CLOROPLASTO PEROXISSOMO MITOCÔNDRIA O 2 GLICINA GLICINA Ciclo de Calvin CO 2 GLICOLATO GLICOLATO SERINA FOTO-RESPIRAÇÃO

8 CÉLULA DA BAINHA VASCULAR célula fotossintética CÉLULA DO MESÓFILO ESPAÇO INTER-CELULAR ATMOSFERA CARBOIDRATO Ácido oxalo-acético (OAA) 4 carbonos Rubisco RuBP Ciclo de Calvin CO 2 M ou A Malato Aspartato ATP + NADPH PEP carboxilase CO 2 Fosfoenol piruvato (PEP) CO 2 CO 2 estômato aberto

9 Parâmetros metabólicos, fisiológicos, e agronômicos de espécies C 3 e C 4 Parâmetro C 3 C 4 1. Foto-respiração 25-30% da fotossíntese Ausente 2. Primeiro produto estável 3- PGA OAA 3. Ponto de compensação CO 2 Alto ( ppm) Baixo (menor que 10 ppm) 4. Anatomia foliar Bainha vascular ausente ou rudimentar Bainha vascular funcional 5. Enzima 1 ária de carboxilação Rubisco (K m = 20 micromol CO 2 ) PEP-carboxilase (K m = 5 micromol CO 2 ) 6. Efeito do O 2 sobre fotossíntese inibição nenhum

10 Parâmetros metabólicos, fisiológicos, e agronômicos de espécies C 3 e C 4 Parâmetro C 3 C 4 7. Relação CO 2 : ATP : NADPH 1 : 3 : 2 1 : 5 : 2 8. Resposta à luz Saturação a ~ 65% da luz solar máxima Não satura em condições naturais 9. Temp. ótima para fotossíntese 10. Taxa de fotossíntese líquida sob saturação de luz 11. Consumo de H 2 O para prod. MS 12. Concentração de N na folha para fotossíntese ótima ~ 25 o C mg CO 2 por dm 2 por h g H 2 O por g MS 4 6% peso seco ~ 35 o C mg CO 2 por dm 2 por h g H 2 O por g MS 2 4% peso seco

11 Anatomia C3

12 Anatomia C4

13 Uso de fotoassimilados 1) Carregamento do floema (simplástico) - A sacarose sintetizada pela fotossíntese migra das células do mesófilo para a vizinhança dos tubos crivados (TC, que são as células do floema) nas nervuras terminais das folhas, passando pelas células companheiras (CC).

14 1) Carregamento do floema (apoplástico) Os açúcares presentes no espaço intercelular e na parede celular (apoplasto) devem ser transportados ativamente (com gasto de ATP) para atravessarem a membrana citoplasmática e entrarem no complexo CC-TC.

15 Bomba de prótons e gasto de ATP no carregamento apoplástico

16 corrente transpiratória Carregamento do floema e a translocação Fluxo de pressão é gerado pelo gradiente de potencial de pressão Ψp Ψ Isso leva à entrada de água vinda do xilema fazendo aumentar Ψp Ψp é alto na fonte e baixo no dreno sentido da translocação depende da FORÇA-DRENO (tamanho x atividade) Carregamento de sacarose no TC abaixa o potencial osmótico Ψs e o potencial hídrico ΨH Ψ O descarregamento no dreno leva ao processo inverso provocando a diminuição de Ψp

17 Teoria do fluxo de pressão para o transporte no floema

18 Tipicamente... Folhas (expandidas e fotossinteticamente ativas) são FONTES de fotoasssimilados. Raízes são DRENOS. Mas pode acontecer... Folhas (em expansão) serem DRENOS e raízes serem FONTES de fotoasssimilados se estes estiverem sendo mobilizados a partir de reservas previamente armazenadasapós uma desfolhação para suprir energia.

19 Respiração: manutenção vs. crescimento RESPIRAÇÃO DE MANUTENÇÃO É aquela que fornece energia (ATP) para os processos que não resultam em aumento da massa seca (crescimento), tais como o transporte de moléculas orgânicas, manutenção das estruturas de membranas e troca de solutos.

20 RESPIRAÇÃO DE CRESCIMENTO É aquela que inclui: I) O carbono realmente incorporado (produção de esqueletos de carbono para a formação de parede celular, macromoléculas, etc.), e II) O carbono respirado para produzir energia sob a forma de ATP e poder redutor (NADH, NADPH e FADH 2 ), necessários para as reações de biossíntese e para o crescimento.

21 Fotossíntese (menos fotorrespiração) SUCROSE Armazenado Frutana (C3) Amido (C4) Respiração de manutenção Respiração de crescimento CRESCIMENTO folhas colmos raízes sementes

22 O que importa? - Fisiologia interage com morfologia e ambiente Alfafa e gramíneas cespitosas de porte alto (baixa área foliar após qualquer desfolhação: - papel dos carboidratos de reserva (mobilização) Gramíneas porte baixo e rasteiro (sempre "alguma" área foliar após a maioria das desfolhações: - papel da área foliar residual para interceptação de luz e fotossíntese imediatamente após o pastejo

23 Área foliar residual = quantidade de verde ALTA Luz incidente é interceptada completamente Acúmulo de MS é retomado de imediato via fotossíntese Pouca chance de competição para as invasoras BAIXA Uso incompleto da luz incidente Baixo potencial fotossintético imediatamente após a desfolhação Invasoras têm melhor oportunidade

24 - Manejo deve idealmente: - Respeitar a fisiologia e a morfologia da planta - Ser baseado no conhecimento dos limites da espécie ou cultivar, conhecendo-se o potencial de manipulação de fatores de meio. - Procurar explorar o recurso forrageiro como a base de uma pecuária eficiente e sustentável dos pontos de vista biológico, ecológico e econômico.

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