FISIOLOGIA E ECOFISIOLOGIA DO ALGODOEIRO HERBÁCEO. Napoleão E. de M. Beltrão Balsas, Maranhão Maio de 2011

Transcrição

1 FISIOLOGIA E ECOFISIOLOGIA DO ALGODOEIRO HERBÁCEO Napoleão E. de M. Beltrão Balsas, Maranhão Maio de 2011

2 Lua Cheia do dia 19 de março de 2011

3 Detalhes do Fitotron

4 FITOTRON

5 Estômatos da folha adaxial (mediana) de planta de algodoeiro submetido à condições de temperatura a 35 ºC. As setas vermelhas, indicam os estômatos fechados.

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8 Algodoeiro e mamoneira, 800 ppm de CO2 e 37 C A B Photo µ mol m -2 s B. y = -0,0061x 2 + 0,7827x - 10,636 R 2 = 0,95 y = -0,0038x 2 + 0,4507x - 1,1599 R 2 = 0,71 y = -0,0061x 2 + 0,7827x - 10,636 R 2 = 0,95 y = 0,0024x 2-0,6321x + 39,453 R 2 = 0,91 F1 37 C400ppm F2 30 C400ppm F1 37 C800ppm F2 30 C800ppm Periodos (dias)

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10 Rios Voadores da Amazônia

11 Produção de ATP : Moerda energética da célula

12 ALGODOEIRO : O BOI VEGETAL O algodoeiro é um verdadeiro boi vegetal, pois quase tudo que ele produz pode ser aproveitado. Somente a fibra, seu principal produto, tem mais de 400 aplicações industriais. É uma das poucas plantas cultivadas que é economicamente TRINA, fibra, óleo e proteínas, alem de biomassa.

13 Produtividades real e potencial do algodoeiro no mundo ( G. hirsutum L. ) Real maximo atingido : 10 t de al. caroço / ha, ou 4 t de fibra / ha ( / ha ) Potencial : 20 t de alg. em caroço / ha Media mundial : 650 kg de fibra / ha Brasil : 1500 kg de fibra / ha

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18 ALGODOEIRO : O BOI VEGETAL Fibra : Base para a produção de fios e tecidos, e veste quase metade da humanidade. Mais de 95 % é celulose, tendo ceras, proteínas e outras substâncias Movimenta por ano mais de 600 milhões de dólares ( Cadeia do algodão no mundo ) e segunda fonte de renda e primeira de emprego no mundo.

19 ALGODOEIRO : O BOI VEGETAL Sementes ( caroço do algodão ) : co-produto da produção de algodão : Linter ( fibras curtas, com menos de 12,7 mm ), casca e amêndoa. Casca : celulose, lignina e pentosanas, alem de taninos e substâncias minerais.

20 ALGODOEIRO : O BOI VEGETAL Amêndoa, forma o embrião as semente, rica em proteínas, óleo, pigmentos e gossypol ( varia de 1,5 a 10 % do peso da semente. Semente do algodão ( composição ) : linter, 6,0 a 12,0 % do peso, óleo bruto, media de 14,0 %,torta, media de 47,0 %, casca, media de 25,7 % e resíduos, media de 5,9 %. Composição química : Umidade, 6,0 a 12,0 % ; cinzas, 3,0 a 4,0 % ; proteínas, 16,0 a 26,0 % ; açucares, de 24,0 a 31,0 %, óleo, de 14 a 25 % e material fibroso, 14,0 a 21,0 %.

21 ALGODOEIRO : O BOI VEGETAL Óleo do algodão : O algodão é a quinta oleaginosa do mundo e a segunda do Brasil, ocupando por ano, uma média de 34 milhões de hectares, em mais de 60 paises. Somente em 1826 foi que o óleo do algodão foi produzido em escala comercial. Trata-se de um excelente óleo para a alimentação humana, rico em vitaminas A, D e E.

22 ALGODOEIRO : O BOI VEGETAL Composição media do óleo de algodão : Palmítico ( C16 :O ) : 23,6 % ; Esteárico ( C18 :0 ) : 2,5% ; Oléico (C18:1 ) : 17,4 % e Linoleico ( C18:2 ) : 54,5 % e outros em menores concentrações, como palmitoleíco ( C16 : 1 ) e mirístico ( C 14 :0 ).

23 ALGODOEIRO : O BOI VEGETAL INDUSTRIALIZAÇÃO DO CAROÇO : LIMPEZA, DESLINTAMENTO, DESCASCAMENTO, MOAGEM, COZIMENTO E EXTRAÇÃO DO ÓLEO ( PRENSAGEM, EXPELLER E USO DE SOLVENTES.

24 ALGODOEIRO : O BOI VEGETAL LINTER : APLICAÇÕES E USOS : Estofamentos, algodão hidrófilo, misturas com lã, fabricação de filtros, celulose, pólvora seca, tecidos rústicos, entre outros. O linter somente existe na espécie G. hirsutum L. raça latifolium Hutch.

25 ALGODOEIRO : O BOI VEGETAL Torta : Resíduo da extração do óleo. Muita rica em Proteínas de elevado valor biológico. Principais amino-ácidos : Ácido Glutâmico, com mais de 10 % da composição, Arginina, 5,4 %, àcido Aspártico, 5,0 % e outros. Baixo em metionina, 0,7 %.

26 ALGODOEIRO : O BOI VEGETAL Fitomassa : o algodoeiro pode produzir até 6 t de fitomassa por hectare, e cada tonelada pode produzir até 300 litros de álcool, metanol ou etanol. Folhas : ricas em proteínas, mais de 10 % do total de peso das folhas.

27 ALGODOEIRO : O BOI VEGETAL CORTE TRANSVERSAL DE UMA SEMENTE DE ALGODÃO, COM AS GLANDULAS INTERNAS DE GOSSIPOL.

28 ALGODOEIRO : O BOI VEGETAL

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30 O óleo do algodão, dada a sua constituição de ácidos graxos equilibrados, é uma excelente fonte para a produção de energia, via biodiesel. ALGODOEIRO : O BOI VEGETAL

31 ALGODOEIRO : O BOI VEGETAL Algodão com e sem gossipol, com gene dominante.

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33 ALGODOEIRO : O BOI VEGETAL

34 ECOFISIOLOGIA DO ALGODOEIRO HERBÁCEO Shedding na planta do algodoeiro herbáceo : Efeitos Nutricionais e hormonais ( Balanço de Hormonal ) Folhas : transdutor de energia, solar, eletromagnética, Em energia química potencial.

35 PRODUÇÃO DE CULTIVARES DE ALGODÃO, COM FIBRA DE QUALIDADE INTRÍNSECA E % DE FIBRA DE PELO MENOS 39 %, POREM COM PELO MENOS 25 % DE ÓLEO NAS SEMENTES. HOJE É DE 14 % EM MÉDIA, O TEOR DE ÓLEO NAS SEMENTES.

36 CONGRESSO BRASILEIRO DO ALGODÃO Uberlândia - 13 a 16 de agosto de 2007 O algodoeiro é na verdade uma planta que quase tudo pode ser aproveitado, tendo elevado conteúdo de energia na sua biomassa ( 1,0 g de fitomassa = 17 KJ = 3, 4 cal = 0,4 g C = 1,5 g de dióxido de carbono ), e pode produzir em um hectare mais de 9,0 t de oxigênio via processo fotossintético, alem de capturar o mesmo em dióxido de carbono na assimilação clorofiliana, em regime de sequeiro, e muito mais em caso de irrigação, quando a produtividade econômica poderá chegar a mais de de algodão em caroço, equivalente a 6,0 t / hectare

37 INDUSTRIALIZAÇÃO DO CAROÇO : LIMPEZA, DESLINTAMENTO, DESCASCAMENTO, MOAGEM, COZIMENTO E EXTRAÇÃO DO ÓLEO ( PRENSAGEM, EXPELLER E USO DE SOLVENTES.

38 Energia e Trabalho 1- Lei da conservação da Energia 2- Tipos de Energia : Primária e Secundária 3- A célula vegetal como um transdutor energético 4- A Energia contida nas biomoléculas e o ATP 5- Conceitos de Biomassa, Fitomassa, Matéria Seca e Peso Seco. 6 Como a planta produz energia química. O Processo fotossintético.

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42 O algodão como fonte de energia O algodão é a segunda oleaginosa do Brasil e a quinta do mundo É uma planta TRINA, produtora de óleo, proteína e fibra, em quantidades comercias

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45 A fibra do algodoeiro é um tricoma ( pelo ) que surge no protoderma do óvulo. A fibra madura tem em media 30mm de comprimento e 20 µm de diâmetro. Em média, 95 % da fibra é celulose. Existem cerca de fibras / mm² da superfície do óvulo.

46 A célula inicial que é transformada em fibra aumenta cerca de 3000 vezes o seu comprimento, e a base é hormonal, com ações do AIA, das Giberelinas e das citoconinas. Fonte : Seagull & Aspaugh ( 2001 ).

47 Na formação da fibra, as vesículas do retículo endoplasmático apresentam papel fundamental, sendo sede da síntese de diversas proteínas.

48 A FIBRA DO ALGODÃO : CONSIDERAÇÕES GERAIS E SUA FUNCIONALIDADE : FATORES INTERNOS E EXTERNOS QUE ALTERAM A QUALIDADE INTRÍNSECA Na formação da fibra do algodão, estrutura unicelular, várias organelas participam, tais como: Aparelho de Golgi com os dictiossomas, Membrana celular, Retículo Endoplasmático e outras.

49 No inicio da formação da fibra do algodão, varias substancias são produzidas tais como: Enzimas, outras proteínas, hemi-celulose, pectinas, etc. e depois a CELULOSE. Fibra do algodão, 20 Dias depois da Antese Fibra do algodão, 24 dias depois da Antese.

50 Na síntese da celulose (cristalina, amorfa e fibrilar) tem a participação efetiva da Uridina e da guanosina difosfato,e de diversas enzimas, tais como o Dolicol. Para o crescimento da fibra ha necessidade de AIA, Giberelinas e Boro, além de potássio ( ativador de enzimas ). Fibra 28 dias depois da antese, com a parede Secundaria com 12 camadas de celulose. Fibra do G. barbadense com 60 dias de idade, 30 camadas -dde celulose.

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52 Estruturação da celulose na fibra do algodão. Fonte : Bonner & Galston ( 1970 ).

53 A USINA DE FORÇA DA CÉLULA: O CONTINENTE FOTOSSÍNTETICO O CLOROPLASTO Fonte : Novikoff & Holtzman ( 1976 ).

54 A PRODUÇÃO DA ENERGIA A MITOCONDRIA Fonte : Novikoff & Holtzman ( 1976 )

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58 O Mundo em transformação constante e acelerada. A palavra de ordem é : MUDANÇA

59 Ciência é coisa séria

60 Algodão Colorido sementes sem gossipol, ramos curtos, maior teor de óleo Emprego Energia Alimento Cidadania

61 Visão de Futuro da NASA : Ser metade do que foi a Escola de Sagres, fundada pelo Infante Dom Henrique. Criou a Bússola e o Astrolábio, e não tinha sede e sim reunião de cérebros.`será a empresa do futuro próximo : Emparceirada e Virtual, ou seja sem local permanente de trabalho

62 DEGRADAÇÃO AMBIENTAL Pivô Central na beira do Rio São Francisco, Sem a mata ciliar : Crime Ambiental. 2004

63 FINAL Ora, para que vós também possais saber dos meus negócios, e o que eu faço, Tíquico, irmão amado, e fiel ministro do Senhor, vos informará de tudo. Efésios, 6 : 21. Nossos agradecimentos a todos Napoleão Beltrão

64 Nossos agradecimentos pela atenção e fiquem como Deus Napoleão Esberard de Macêdo Beltrão Fone : ( 83 ) Fone ( CNPA ) : ( 83 ) napoleao@cnpa.embrapa.br chgeral@cnpa.embrapa.br E Mail :napoleao.beltrao@gmail.com Site :