CANA-DE-AÇÚCAR SISTEMA DE PRODUÇÃO EM. Prof. Dr. Carlos Azania

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1 SISTEMA DE PRODUÇÃO EM CANA-DE-AÇÚCAR AULA 2 MORFOLOGIA E FISIOLOGIA Prof. Dr. Carlos Azania Pesquisador Científico VI do Instituto Agronômico (IAC) Centro de Cana Ribeirão Preto SP Julho

2 CLASSIFICAÇÃO

3 CLASSIFICAÇÃO Especificação ENGLER (1887) CRONQUIST (1988) AGPII 2003 Divisão Angiospermae Magnoliophyta Classe Monocotyledoneae Liliopsida Monocotiledonea Ordem Glumiflorae Cyperales Poales Família Gramineae Poaceae Poaceae Tribo Andropogoneae Andropogoneae ** Subtribo Saccharininae Saccharininae ** Gênero Saccharum Saccharum Saccharum Espécies Sacharum officinarum Sacharum officinarum Sacharum officinarum Saccharum barberi Saccharum barberi Saccharum barberi Saccharum robustum Saccharum robustum Saccharum robustum Saccharum spontaneum Saccharum spontaneum Saccharum spontaneum Saccharum sinensis Saccharum sinensis Saccharum sinensis Saccharum edule Saccharum edule Saccharum edule Classificação Botânica

4 CLASSIFICAÇÃO Especificação ENGLER (1887) CRONQUIST (1988) AGPII 2003 Divisão Angiospermae Magnoliophyta Classe Monocotyledoneae Liliopsida Monocotiledonea Ordem Glumiflorae Cyperales Poales Família Gramineae Poaceae Poaceae Tribo Andropogoneae Andropogoneae ** Subtribo Saccharininae Saccharininae ** Gênero Saccharum Saccharum Saccharum Espécies Sacharum officinarum Sacharum officinarum Sacharum officinarum Saccharum barberi Saccharum barberi Saccharum barberi Saccharum robustum Saccharum robustum Saccharum robustum Saccharum spontaneum Saccharum spontaneum Saccharum spontaneum Saccharum sinensis Saccharum sinensis Saccharum sinensis Saccharum edule Saccharum edule Saccharum edule Classificação Botânica Utilizar: Classe, Família, Gênero e espécie

5 USO DO NOME CIENTÍFICO: Saccharum spp. ou Saccharum officinarum? Saccharum spp. Complexidade do gênero Saccharum cruzamentos naturais e manipulados pelo homem plantas atuais são híbridas (podem ter características genéticas de espécies diferentes) uso do spp. designa mais de uma espécie do mesmo gênero Saccharum officinarum Documentos oficiais que exigem a identificação gênero e espécie, usar Saccharum officinarum porque a espécie reúne as características agroindustriais mais desejadas: riqueza em sacarose

6 NUMERAÇÃO DAS CULTIVARES IAC ANO DO CRUZAMENTO NÚMERO DO CRUZAMENTO INTERPRETAÇÃO DAS LETRAS E NÚMEROS DAS CULTIVARES LOCAL ORIGEM/PESQUISA... diferentes Instituições no Brasil e mundo

7 INSTITUIÇÕES COM PROGRAMAS DE MELHORAMENTO GENÉTICO PB, Pernambuco Brasil RB: República Brasil (IAA/RIDESA) CTC: Centro de Tecnologia Canavieira IAC: Instituto Agronômico Campinas (CC-IAC) SIGLAS DAS CULTIVARES E INSTITUIÇÕES BRASILEIRAS CB, Campos Brasil SP: São Paulo (Coopersucar) CV: Canaviallis PO: Pedro Ometto (Usina Barra)

8 INSTITUIÇÕES COM PROGRAMAS DE MELHORAMENTO GENÉTICO SIGLAS DAS CULTIVARES E INSTITUIÇÕES INTERNACIONAIS Co- Coimbatore CL- Clewiston (U.S. Sugar Corporation) CP- Canal Point F- Flórida (Belle Glade Exp. St.) L- Louisiana Exp. St. H- Hawaii Sugar Planters Association C- Cuba PR- Porto Rico B- Barbado TA- Taiwan Sugar Manuf. Co V- Venezuela ICA- Instituto Colombiano Agropecuário BT- Barbado Trindade R- Ilhas Reunion P- Filipinas siglas mais comuns TUC- Tucumán NA- Norte da Argentina siglas menos comuns N- Natal Nco- Natal coimbatore RB: República Brasil CTC: Centro de Tecnologia Canavieira IAC: Instituto Agronômico Campinas SP: São Paulo POJ- Proefstation Oest Java CV: Canaviallis PO: Pedro Ometto CB: Campos Brasil PB: Pernambuco FIJI Q- Queensland

9 MORFOLOGIA

10 RAÍZES MORFOLOGIA EXTERNA

13 MORFOLOGIA EXTERNA PERFILHAMENTO

14 MORFOLOGIA EXTERNA PERFILHAMENTO

15 MORFOLOGIA EXTERNA PERFILHAMENTO P S S T T T T

16 MORFOLOGIA EXTERNA COLMOS

26 MORFOLOGIA EXTERNA FOLHAS

27 MORFOLOGIA EXTERNA FOLHAS

28 MORFOLOGIA EXTERNA FLORESCIMENTO

32 FISIOLOGIA

33 Fisiologia da cana-de-açúcar Fases do crescimento brotação perfilhamento crescimento colmos maturação CLEMENT H. F. apresenta 4 fases no ciclo da cana-de-açúcar florescimento

34 Fisiologia da cana-de-açúcar Fases do crescimento brotação perfilhamento crescimento colmos maturação CLEMENT H. F. apresenta 4 fases no ciclo da cana-de-açúcar florescimento

35 Fisiologia da cana-de-açúcar Fases do crescimento FASE 1: a) a gema é quiescente, precisa do contato com fatores externos para iniciar a brotação b) etapa de embebição, entrada de água pelos primórdios até as células meristemáticas c) etapa da hidrólise, degradação do material de reserva (sacarose estocada no colmo), consequentemente aumenta-se a taxa respiratória. brotação d) Etapa da formação de energia (ATP) e nucleotídeos necessários a formação celular perfilhamento crescimento colmos desenvolvimento vegetativo maturação florescimento

36 Fisiologia da cana-de-açúcar Fases do crescimento FASE 2: transferência de energia (ATP) para os pontos de crescimento FASE 3: multiplicação celular (crescimento) e a diferenciação celular brotação perfilhamento crescimento colmos desenvolvimento vegetativo maturação florescimento

37 Fisiologia da cana-de-açúcar Fases do crescimento FASE 1- interferência dos fatores ambientais a) excesso de umidade fermenta o tolete e impede a brotação b) déficit de água desidrata o tolete e a gema e impede a brotação c) temperatura abaixo de 10ºC impede a brotação brotação perfilhamento d) temperaturas entre 12º a 21ºC a brotação é dificultosa crescimento colmos e) temperaturas entre 21º e 32ºC são ideais desenvolvimento vegetativo maturação florescimento f) sendo 30 a 35ºC a temperatura ótima

38 Fisiologia da cana-de-açúcar Fases do crescimento FASE 1- interferência dos fatores fitotécnicos a) dominância apical: cortar o colmo em toletes menores para manter a distribuição de auxinas de forma similar entre as gemas. Caso contrário as auxinas se concentram nas pontas do colmo e as gemas do terço médio tem dificuldade em brotar b) posição da gema no sulco: gemas que ficam acomodadas em posição oposta à superfície tem dificuldade em brotar brotação crescimento c) tratamentos no sulco: gemas tratadas com produtos que previnem doenças colmos tem maior garantia de brotação. Ex: podridão abacaxi perfilhamento desenvolvimento vegetativo maturação florescimento Há cultivares que possuem genética que atrasa a brotação das gemas, outras que permitem rápida brotação

39 Fisiologia da cana-de-açúcar Fases do crescimento FASE 1- interferência dos fatores fitotécnicos a) condição física do solo: solos com presença de torrões não permitem a aderência da gema e primórdios com a umidade do solo. As bolsas de ar impedem a brotação b) presença de bainhas: dificultam o contato da gema e primórdios com o solo brotação c) colmos saudáveis: usar colmos de viveiros de mudas e não usar colmos infectados por pragas e doenças. perfilhamento crescimento colmos desenvolvimento vegetativo maturação florescimento Fatores fitotécnicos e ambientais respeitados, a brotação ocorre entre 3 a 5 semanas

40 Fisiologia da cana-de-açúcar Fases do crescimento Fatores de interferência climático: a)deficiência hídrica: impede o perfilhamento b)excesso água: diminui o perfilhamento brotação perfilhamento crescimento colmos c) Radiação solar: intensa favorece o transporte de auxinas (hormônios crescimento) até a base do perfilho, favorece novas brotações Fase que ocorre até maturação d) Temperatura: entre 20 a 35ºC favorecem o perfilhamento florescimento dias após o plantio ou colheita

41 Fisiologia da cana-de-açúcar Fases do crescimento Fatores de interferência fitotécnica: a) nutrição mineral: canavial nutridos com N (principalmente) tem o perfilhamento favorecido b) interferência plantas daninhas: competição por nutrientes impacta negativamente o perfilhamento brotação perfilhamento Fase que ocorre até dias após o plantio ou colheita crescimento colmos c) espaçamento: redução de espaçamento entre linhas reduz o perfilhamento maturação florescimento d) pragas: matam perfilhos,l particularmente os mais desenvolvidos. Com isso, mais perfilhos podem ser emitidos

42 Fisiologia da cana-de-açúcar Fases do crescimento Fatores de interferência climática: a) luz solar: > radiação as folhas são largas e verdes e os colmos grossos; < radiação as folhas são estreitas e verde-amarelada e os colmos finos. b) comprimento de luz: 10 a 14h há > comprimento colmos e 6 a 8h < comprimento. brotação perfilhamento crescimento colmos c)temperatura: 25 a 34ºC ótimo, sendo lento fora da fx. Fatores maturação de interferência fitotécnica: florescimento a) acamamento por vento, deficiência de K e N

43 Fisiologia da cana-de-açúcar Fases do crescimento brotação perfilhamento crescimento colmos maturação florescimento

44 Fisiologia da cana-de-açúcar Fases do crescimento florescimento

45 Fisiologia da cana-de-açúcar Fases do crescimento florescimento

46 é - Fosforilação aciclica Ao é - Feo A1 FeS x FeSb QA FeSa QB HERBICIDAS Fd Complexo Citocromo b6-f PC é - Luz P700 clorofila Fp NADPH clorofila NADP P680 Luz clorofila clorofila é - clorofila é - Ciclo de Calvin O 2 + é - H 2 O clorofila H 2 O H 2 O O 2 + é - O 2 + é - Fotossistema II (FSII) Fotossistema I (FSI) Membranas do Tilacóide Estroma

47 REGENERAÇÃO DO PEP TRANSLOCAÇÃO DE CO2 mesófil o CARBOXILAÇÃ O Células do mesófilo PEPfosfoenolviruvato (molécula 3C) PEP carboxilase (enzima) + CO2 ác. oxaloacético (molécula 4C) CO2 (MAL) CO2 (ASP) feixe vascular NADPH NADP NADPH NADP Células bainha ASP- ác. aspártico (molécula 4C) MAL- ác. málico (molécula 4C) ASP + MAL translocados para as células da bainha ASP- ác. aspártico (molécula 4C) CO2 MAL- ác. oxaloacético (molécula 4C) CO2 2 A 3ATP ADP ALA + PIR translocados das células da bainha alanina ALA piruvato PIR 2 A 3 ATP ADP alanina ALA piruvato PIR PEP (molécula PEP (molécula

48 REGENERAÇÃO OU FORMAÇÃO RuDP REDUÇÃO OU PRODUÇÃO COMPOSTOS mesófil o CARBOXILAÇÃO OU FIXAÇÃO CARBONO Células da bainha Ciclo de Calvin RUBISCO- Ribulose bi fosfato carboxilase (enzima) (RuBP, 5C) ribulose 1, 5-bifosfato (molécula 5C) + CO2 PGA ác. fosfoglicérico (molécula 3C) AT PAD P 1,3-DPGA ác. 1,3- difosfoglicérico feixe vascular NADPH NAD P PGAL ác. gliceraldeído 3P Ribulose 5P AT PAD P NADPH NAD P (RUDP) Ribulose 1,5 bifosfato formar glicose, frutose

49 SA I SA I SA I NI NI SA I NI SA SAI I SA I SA NII NI NI xilema floema

50 Enzimas: invertase ácida e invertase neutra IAs IAs IAs IAs IAs IAs IAs IAs IAs IAs IAi IAi IAi IAi IAi IAs IAs IAs IAs IAs IAs IAs IAi IAi IAi IAi IAi IAi IAi IAi IAi IAi IAi IAi IAi IAi IN IN IN IN IN IN IN IN IN

51 Fisiologia da cana-de-açúcar Fases do crescimento brotação perfilhamento crescimento colmos maturação florescimento

52 INDUÇÃO FLORESCIMENTO set /out nov/dez jan/fev mar/abr mai/jun jul/ago set/out nov/dez jan/fev crescimento (primavera / verão) O florescimento depende do balaço hormonal, maturação e colheita senescência (primavera / verão) (outono / inverno) cuja produção e concentração são estimulados por Hormônios em diferentes concentrações Auxinas fatores Giberelinas externos Citocininas Etileno Ácido abscísico AZANIA & AZANIA

53 INDUÇÃO FLORESCIMENTO A cana-de-açúcar para ser induzida ao florescimento precisa: Fotoperíodo com 11:30 horas de escuro Umidade no solo Temperaturas mínimas de 18 C Colmos adultos POR QUÊ? go set/out nov/dez jan/fev ção e ita Fevereiro período mais propício (18 a 21 dias) senescência (primavera / verão)

54 INDUÇÃO FLORESCIMENTO Os fitocromos lêem as informações contidas na luz e interpreta para a célula, que passam a produzir os hormônios necessários e na concentração necessária a cada fase de crescimento. No caso, a fase é o florescimento! x fitocromos go set/out nov/dez jan/fev ção e ita senescência (primavera / verão)

55 ção e ita INDUÇÃO FLORESCIMENTO go set/out nov/dez jan/fev Para indução ao florescimento a Fitocromos (FV) e Fitocromos (Fve) planta precisa ter < qt de Fve. > qt de Fve porque qdo o FV absorve luz se transforma em Fve. Qdo as noites são longas (dias curtos) a qt de FV é maior, então, o estímulo ao florescimento ocorre, desde que o solo tenha umidade, as temperaturas sejam > 18 C e as canas entre 9 a 10 meses. senescência (primavera / verão) na ausência de luz o Fve reverte novamente em FV

56 INDUÇÃO FLORESCIMENTO A 2ª semana de fevereiro é o período mais provável de ocorrência ao estímulo a floração! POR QUÊ? ão e a erno) set/out nov/dez jan/fev Junho 23/06 senescência (primavera / verão) > n horas de luz > Fve não indução floresci/o 11:30 horas - fevereiro dezembro 21/12 > n horas de escuro < Fve indução floresci/o Junho 23/06

57 FORMAÇÃO DE PANÍCULAS 04 a 05 semanas ão e set/out nov/dez jan/fev senescência (primavera / verão)

58 FORMAÇÃO DE PANÍCULAS

59 EMISSÃO DE PANÍCULAS 03 a 04 semanas go set/out nov/dez jan/fev ção e ita senescência (primavera / verão)