UFV - Dissertações
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Item Efeitos interativos da concentração de CO 2 e da disponibilidade de luz sobre o crescimento, o desempenho fotossintético e a plasticidade fenotípica do cafeeiro(Universidade Federal de Viçosa, 2022-02-23) Souza, Antonio Henrique de; DaMatta, Fábio Murilo; Martins, Samuel Cordeiro VitorApesar de o café arábica (Coffea arabica L.) ser uma espécie que evoluiu em ambientes sombreados, é cultivado, mais comumente, a pleno sol, como ocorre no Brasil. A espécie é classificada como muito sensível às mudanças climáticas, e o uso do sombreamento em cafezais é considerado uma importante estratégia de manejo para mitigar os efeitos negativos dessas mudanças, de sorte que a adoção do sombreamento em lavouras a pleno sol é assunto atual de destaque na cafeicultura. A cultura apresenta grande plasticidade fenotípica à irradiância, observada quando há diferenças marcantes na disponibilidade de luz. A elevada concentração atmosférica de CO 2 (eC a ) aumenta o desempenho fotossintético do cafeeiro, porém, ainda não se sabe se, e como, a eC a pode afetar o desempenho fotossintético do cafeeiro sob sombreamento mais denso e se a eC a poderia reverter as limitações difusionais impostas às plantas de café nessa condição, quando sua plasticidade fenotípica à luz é induzida. Isso posto, pretendeu-se avaliar como a assimilação e o uso de carbono, bem como o acúmulo e partição de biomassa, são afetados pela disponibilidade de luz e concentração de CO 2 , e como isso poderia impactar a plasticidade fenotípica do cafeeiro à irradiância. Para tanto, foram cultivadas plantas em vasos, dentro de câmaras de topo aberto, em casa de vegetação. Durante 12 meses, as plantas foram submetidas a dois níveis de luz (0% e 90% de restrição lumínica) em combinação com concentração de CO 2 ambiente (aC a : 457 ± 9 µmol mol -1 ) ou elevada (eC a : 705 ± 18 µmol mol -1 ). Foram realizadas avaliações de trocas gasosas e fluorescência de clorofila a, curvas fotossintéticas de resposta à concentração interna de CO 2 (A/C i ), partição e eficiência de uso de nitrogênio, além de análises bioquímicas, anatômicas e biométricas. Os resultados demonstraram que eC a melhorou a performance fotossintética, via aumentos na taxa fotossintética líquida (A) e redução da taxa de fotorrespiração e da pressão oxidativa nos cloroplastos, sem sinais de retrorregulação da fotossíntese. Por um lado, o incremento em C a atenuou os efeitos das limitações difusionais exacerbadas pelo drástico sombreamento, além de aumentar a velocidade máxima de carboxilação da RuBisCO (V cmax ), em paralelo a aumentos na eficiência fotossintética do uso do N, mas sem efeito direto na condutância estomática (g s ) e condutância mesofílica dessas plantas. Em adição, houve maior uso fotoquímico da luz absorvida sob condições de sombra (maior coeficiente de extinção fotoquímico e maioreficiência fotoquímica atual do FSII), em paralelo com maiores concentrações de clorofila e maior investimento em N como um todo na maquinaria fotossintética. Por outro lado, as plantas a pleno sol sob eCa apresentaram maiores valores de g s em paralelo a aumentos na densidade e no índice estomático, além dos maiores valores de A, V cmax e velocidade máxima de carboxilação limitada pela taxa de transporte de elétrons, bem como maior acúmulo de biomassa. Mesmo quando essas plantas foram analisadas sob baixa irradiância, não mostraram grande redução de g s , o que poderia ajudar no maior ganho de biomassa dessas plantas ao longo do tempo. Tanto a maior disponibilidade de luz como de CO 2 impactou positivamente o ganho de biomassa (e A), com efeitos interativos entre esses dois fatores. Sob eC a , o maior crescimento foi primordialmente governado por aspectos morfológicos à sombra (e.g. área foliar total), e fisiológicos ao sol (e.g. A). O sombreamento ora imposto permitiu uma exacerbação da plasticidade fenotípica à luz, sendo o CO 2 um importante fator no processo de manifestação dessa plasticidade. Coletivamente, os resultados oferecem novas informações sobre os efeitos positivos de eC a sobre o desempenho fotossintético e crescimento do cafeeiro, seja a pleno sol ou sob condições de baixa disponibilidade lumínica. Palavras-chave: Coffea arabica. Estômato. Fotossíntese. Luz. Mudanças Climáticas. Plasticidade Fenotípica. Sombreamento.Item Efeitos interativos da concentração de CO 2 e da disponibilidade de luz sobre o crescimento, o desempenho fotossintético e a plasticidade fenotípica do cafeeiro(Universidade Federal de Viçosa, 2022-02-23) Souza, Antonio Henrique de; Matta, Fábio Murilo Da; Martins, Samuel Cordeiro VitorApesar de o café arábica (Coffea arabica L.) ser uma espécie que evoluiu em ambientes sombreados, é cultivado, mais comumente, a pleno sol, como ocorre no Brasil. A espécie é classificada como muito sensível às mudanças climáticas, e o uso do sombreamento em cafezais é considerado uma importante estratégia de manejo para mitigar os efeitos negativos dessas mudanças, de sorte que a adoção do sombreamento em lavouras a pleno sol é assunto atual de destaque na cafeicultura. A cultura apresenta grande plasticidade fenotípica à irradiância, observada quando há diferenças marcantes na disponibilidade de luz. A elevada concentração atmosférica de CO 2 (eC a ) aumenta o desempenho fotossintético do cafeeiro, porém, ainda não se sabe se, e como, a eC a pode afetar o desempenho fotossintético do cafeeiro sob sombreamento mais denso e se a eC a poderia reverter as limitações difusionais impostas às plantas de café nessa condição, quando sua plasticidade fenotípica à luz é induzida. Isso posto, pretendeu-se avaliar como a assimilação e o uso de carbono, bem como o acúmulo e partição de biomassa, são afetados pela disponibilidade de luz e concentração de CO 2 , e como isso poderia impactar a plasticidade fenotípica do cafeeiro à irradiância. Para tanto, foram cultivadas plantas em vasos, dentro de câmaras de topo aberto, em casa de vegetação. Durante 12 meses, as plantas foram submetidas a dois níveis de luz (0% e 90% de restrição lumínica) em combinação com concentração de CO 2 ambiente (aC a : 457 ± 9 µmol mol -1 ) ou elevada (eC a : 705 ± 18 µmol mol -1 ). Foram realizadas avaliações de trocas gasosas e fluorescência de clorofila a, curvas fotossintéticas de resposta à concentração interna de CO 2 (A/C i ), partição e eficiência de uso de nitrogênio, além de análises bioquímicas, anatômicas e biométricas. Os resultados demonstraram que eC a melhorou a performance fotossintética, via aumentos na taxa fotossintética líquida (A) e redução da taxa de fotorrespiração e da pressão oxidativa nos cloroplastos, sem sinais de retrorregulação da fotossíntese. Por um lado, o incremento em C a atenuou os efeitos das limitações difusionais exacerbadas pelo drástico sombreamento, além de aumentar a velocidade máxima de carboxilação da RuBisCO (V cmax ), em paralelo a aumentos na eficiência fotossintética do uso do N, mas sem efeito direto na condutância estomática (g s ) e condutância mesofílica dessas plantas. Em adição, houve maior uso fotoquímico da luz absorvida sob condições de sombra (maior coeficiente de extinção fotoquímico e maioreficiência fotoquímica atual do FSII), em paralelo com maiores concentrações de clorofila e maior investimento em N como um todo na maquinaria fotossintética. Por outro lado, as plantas a pleno sol sob eCa apresentaram maiores valores de g s em paralelo a aumentos na densidade e no índice estomático, além dos maiores valores de A, V cmax e velocidade máxima de carboxilação limitada pela taxa de transporte de elétrons, bem como maior acúmulo de biomassa. Mesmo quando essas plantas foram analisadas sob baixa irradiância, não mostraram grande redução de g s , o que poderia ajudar no maior ganho de biomassa dessas plantas ao longo do tempo. Tanto a maior disponibilidade de luz como de CO 2 impactou positivamente o ganho de biomassa (e A), com efeitos interativos entre esses dois fatores. Sob eC a , o maior crescimento foi primordialmente governado por aspectos morfológicos à sombra (e.g. área foliar total), e fisiológicos ao sol (e.g. A). O sombreamento ora imposto permitiu uma exacerbação da plasticidade fenotípica à luz, sendo o CO 2 um importante fator no processo de manifestação dessa plasticidade. Coletivamente, os resultados oferecem novas informações sobre os efeitos positivos de eC a sobre o desempenho fotossintético e crescimento do cafeeiro, seja a pleno sol ou sob condições de baixa disponibilidade lumínica. Palavras-chave: Coffea arabica. Estômato. Fotossíntese. Luz. Mudanças Climáticas. Plasticidade Fenotípica. Sombreamento.Item Manipulation of source-to-sink ratios in girdled coffee branches evidences lack of photosynthetic down-regulation : the interplay of photosynthesis with respiration and photorespiration pathways and amino acid metabolism(Universidade Federal de Viçosa, 2016-02-25) Avila, Rodrigo Teixeira; Matta, Fábio Murilo daNo presente trabalho, objetivou-se uma melhor compreensão de como a regulação da fotossíntese em café depende da atividade do dreno e do acúmulo de carboidratos nas folhas-fonte, e de como o cafeeiro ajustaria o seu desempenho fotossintético e o metabolismo primário em resposta a diferentes razões fonte:dreno. Para tanto, utilizou se de uma abordagem integrativa combinando-se avaliações de trocas gasosas, fluorescência da clorofila a, análises de carboidratos e principais metabólitos, atividades de uma gama de enzimas e expressão de alguns genes que codificam para enzimas chave do metabolismo de carbono, a fim de se ter uma visão holística do metabolismo foliar, em resposta à manipulação de longo prazo da razão fonte:dreno. Para tal, desenhou-se um experimento de campo utilizando-se ramos anelados de café, os quais foram posteriormente manipulados por desfolha e/ou desfrutificação controladas, de maneira a obterem-se três razões fonte:dreno drasticamente distintas. Observou-se que, sob razões fonte:dreno extremamente elevadas, a taxa fotossintética foi limitada principalmente por fatores difusionais (aparentemente sem relação com ácido abscísico em nível de folha inteira), sem sinais aparentes de retroinibição por acúmulo de produtos finais. Tal fato foi associado a uma notável capacidade de acumulação de amido em paralelo à manutenção de níveis baixos de açúcares solúveis. A fotoinibição crônica e ocorrência de danos fotoxidativos puderam ser evitados por meio de ajustes fotoquímicos, bem como na fotorrespiração e respiração, dentre outros processos. Não se observaram evidências consistentes de reprogramação metabólica, em nível de enzimas-chave do metabolismo do carbono. Ajustes metabólicos nas folhas-fonte foram mais evidentes em condições de alta demanda pelos drenos e foram centrados mais sobre o metabolismo do nitrogênio do que sobre o metabolismo de carbono. Em conclusão, os resultados oferecem avanços sobre a alta articulação entre o suprimento e demanda de fotoassimilados em cafeeiros, sem sinais evidentes de retroinibição da fotossíntese, mesmo em condições extremamente baixas de demanda de dreno.Item Ecofisiologia do cafeeiro sombreado com macaúba em sistemas agroflorestais(Universidade Federal de Viçosa, 2017-10-19) Ferreira, Rodrigo de Paula; Santos, Ricardo Henrique SilvaO gênero Coffea possui duas espécies mundialmente importantes, a Coffea caneplora e a Coffea arabica, mais conhecidos como café conilon e café arábica. Da mesma forma que acontece com a produção mundial, o café arábica corresponde a mais de 70% da produção brasileira, sendo o Estado de Minas Gerais o maior produtor e responsável por mais de 50% da produção nacional. As alterações nos padrões climáticos vêm preocupando produtores e pesquisadores no mundo inteiro, não sendo diferente para a cultura do café. Com aumento da temperatura, a maior parte das lavouras em Minas Gerais terá que migrar para regiões mais altas com clima mais ameno, incluído a cultura do café. Dentre as variáveis climáticas que afetam o crescimento e a produção do café, destacam-se como principais a variação da temperatura média anual, a disponibilidade de luz e a disponibilidade hídrica. Uma das alternativas para minimizar os efeitos das mudanças climáticas sobre a produção de cafeeiros pode ser o cultivo em sistemas agroflorestais (SAFs). Dentre os benefícios desta modalidade de cultivo pode se destacar as melhores condições micro ambientais do sub-bosque, incluído a temperatura, a umidade do solo e umidade relativa do ar. Entretanto, em sistemas agroflorestais a escolha das espécies a serem cultivadas deve ser baseada na compatibilidade entre os componentes do sub-bosque e o arbóreo, evitando a competição exacerbada por água, nutrientes e radiação solar. Desse modo o objetivo do presente trabalho foi avaliar os efeitos do cultivo consorciado macaúba – cafeeiro em seu desempenho fisiológico e produtivo do cafeeiro (Coffea arabica) em diferentes distâncias. Para isso foi avaliada a radiação fotossinteticamente ativa (RFA), trocas gasosas, fluorescência, crescimento e produtividade dos cafeeiros. No geral a diferença microclimática proporcionada pelo componente arbóreo interferiu nos padrões de fotossíntese dos cafeeiros no SAF, sendo que nos cafeeiros na fileira próxima como distante da macaúba, houve uma similaridade na fotossíntese líquida. Entretanto as variações na produção de cafeeiro possivelmente estão relacionadas, em maior peso com a fenologia de crescimento das plantas do que necessariamente com as trocas gasosas. As palmeiras associadas com os cafeeiros proporcionam redução na entrada de luz sobre o dossel das plantas no sub-bosque nos períodos Chuvoso/Quente e Seco/Frio. As fileiras dos cafeeiros mais distantes das palmeiras tiveram maior crescimento em altura e diâmetro do dossel, enquanto que cafeeiros a pleno sol/monocultivo apresentaram maior número de nós e diâmetro do caule. No primeiro ano de avalição da produção, após a recepa, cafeeiros mais distantes das macaúbas apresentaram uma produção 3 vezes maior que cafeeiros nas fileiras próximas das macaúbas e a pleno sol/monocultivo. Mas é necessário observar o segundo ano da produção dos cafeeiros devido a bianualidade da produção nesta espécie. Cafeeiros no período Seco/Quente e Frio/Seco apresentaram valores semelhantes em relação a trocas gasosas, com valores menores que os verificados com o período Chuvoso/Quente. Já no período Chuvoso/Quente os cafeeiros a pleno sol/monocultivo apresentaram maiores valores de fotossíntese que cafeeiros associados com as palmeiras tanto próximo como distante da macaúba, devido as melhores condições edafoclimáticas.Item Parâmetros cinéticos da absorção de nitrato e fotossíntese em cafeeiros adultos sob estresse hídrico(Universidade Federal de Viçosa, 2016-02-25) Pinto, Webert Saturnino; Martinez, Herminia Emilia PrietoO nitrogênio (N) é o elemento requerido em maior quantidade pelo cafeeiro, e, no entanto, sua eficiência de uso é consideravelmente baixa, da ordem de 50%. Além de aspectos ligados ao solo (fertilidade, disponibilidade hídrica) e à planta (fenologia e fatores genéticos), outros relacionados à absorção e ao metabolismo do N contribuem para esta baixa eficiência. A determinação de parâmetros cinéticos da absorção de nitrogênio, aliada a informações de trocas gasosas e fluorescência da clorofila a podem propiciar um melhor entendimento sobre o efeito conjunto destes fatores na dinâmica de aquisição deste nutriente. O objetivo geral deste trabalho foi determinar a influência do estresse hídrico e da etapa do ciclo fenológico na absorção e metabolismo de nitrogênio em cafeeiros (Coffea arabica L.) cv. Catuaí Vermelho IAC 99. O experimento foi conduzido em casa de vegetação com plantas adultas aos cinco anos de idade cultivadas em solução nutritiva. O esquema experimental foi o de parcelas subdivididas no tempo, sendo a presença de déficit hídrico (EH+), ou não (controle), os tratamentos, com três repetições, estudados ao longo das fases fenológicas de prefloração (PF), floração/chumbinho (F-Ch), primeira expansão rápida (PER) e enchimento de grãos (EG) (subparcelas). O estresse hídrico foi induzido pela adição de polietilenoglicol 6.000 g mol -1 à solução nutritiva. Após período de condicionamento pré-experimental com restrição nutricional, - procedeu-se a um ensaio de exaustão de NO 3 . A solução pré-experimental foi substituída por solução de KNO 3 500 μmol L -1 (controle) ou KNO 3 500 μmol L -1 + PEG 290,0 g L -1 (EH+), e iniciou-se a circulação. Após período para estabilização do sistema, iniciou-se a amostragem de 1,0 mL de solução a cada 0,5 h por 7 h. - Posteriormente as amostras tiveram as concentrações remanescentes de NO 3 determinadas por espectrofotometria de absorção molecular, pelo método da - redução do nitrato pelo vanádio III. Com os dados de concentração de NO 3 no tempo, massa de matéria fresca de raízes finas e volumes iniciais e finais de solução, estimou-se por meio método da aproximação gráfico-matemática os valores de K m (Constante de Michaelis–Menten, em μmol L -1 ), v max (velocidade máxima de absorção, em μmol g -1 h -1 ) e C min (concentração mínima para absorção, em μmol L -1 ) . A cada avaliação coletaram-se também dados de trocas gasosas [taxa fotossintética, taxa transpiratória (E), condutância estomática (gs), CO 2 subestomático (Ci)] e fluorescência da clorofila a (fluorescência inicial (F 0 ), eficiência quântica potencial do fotossistema II (F v /F m ), razão entre fluorescência variável e fluorescência inicial (F v /F o ) e coeficiente de extinção fotoquímica da fluorescência (qP). Calculou-se a eficiência no uso da água (EUA) pela razão A/E. Os valores médios de K m , v max , C min para nitrato em cafeeiros adultos foram, respectivamente, 152,03 μmol L -1 , 0,66 μmol g -1 h -1 e 41,67 μmol L -1 sob disponibilidade hídrica suficiente e 120,49 μmol L -1 , 0,33 μmol g -1 h -1 e 67,13 μmol L -1 em plantas submetidas a déficit hídrico. O estresse hídrico reduziu significativamente os valores v max , aumentou os valores C min e não afetou significativamente os valores K m . Os valores de K m foram maiores na PER e intermediários nas fases PF e F-Ch e menores em EG. Já v max foi significativa menor em EG quando comparada as outras fases. Os valores de C min foram menores em EG. O estresse hídrico afetou a fase bioquímica da fotossíntese, reduzindo os valores de A, E, g s . Os parâmetros da fluorescência da clorofila a não foram afetados de maneira significativa pelo déficit hídrico imposto.Item Variação espacial da fotossíntese e de mecanismos de fotoproteção no cafeeiro (Coffea arabica L.)(Universidade Federal de Viçosa, 2006-02-16) Dias, Paulo Cesar; DaMatta, Fábio MuriloO comportamento das trocas gasosas, dos parâmetros de fluorescência da clorofila a e do sistema antioxidativo foi estudado em plantas adultas de café arábica cultivadas em campo e orientadas no sentido norte-sul, em Viçosa-MG, objetivando-se identificar potenciais mecanismos de fotoproteção e avaliar como tais mecanismos se ajustariam espacial e diurnamente. Para isso, procederam-se às avaliações em diferentes posições da copa, em agosto de 2005, época relativamente fria, seca e com alta insolação, na qual o cafeeiro exibe taxas muito baixas de fotossíntese. As baixas taxas fotossintéticas foram largamente resultantes de limitações não-estomáticas. Isso, aliado à elevada interceptação da radiação solar, particularmente pelas folhas da face oeste à tarde, traduziu-se numa discreta fotoinibição crônica da fotossíntese. De modo geral, menores valores do rendimento quântico fotoquímico do fotossistema II (Φ FSII ) foram acompanhados por incrementos paralelos no coeficiente de extinção não-fotoquímica, indicando aumento na capacidade de dissipação de calor. Ademais, a taxa de transporte aparente de elétrons aumentou, à tarde, nas folhas da face oeste, fato largamente associado à elevada irradiância interceptada por aquelas folhas, a despeito dos decréscimos observados em Φ FSII e no coeficiente de extinção fotoquímica. Como conseqüência, uma maior pressão de excitação ocorreu nas folhas da face oeste, resultando no aumento da proporção de energia não utilizada na fase fotoquímica e nem dissipada termicamente. De modo geral, as folhas do cafeeiro, independentemente de faces ou estratos, apresentaram capacidade similar de dissipação da radiação fotossinteticamente ativa em processos fotoquímicos e não-fotoquímicos. Isso sugere que o cafeeiro pode dissipar, de forma aparentemente satisfatória, o excesso da energia absorvida, apresentando capacidade de resposta plástica de sua maquinaria fotossintética às variações da irradiância. Maiores ângulos foliares mostraram-se relacionados à maior interceptação de luz pelas folhas dos estratos superiores, principalmente na face oeste da copa. A concentração de clorofilas e carotenóides foi maior em folhas dos estratos inferiores, mas não houve nenhuma alteração na razão clorofila a/clorofila b. As atividades da dismutase do superóxido (SOD), da catalase (CAT) e da peroxidase do ascorbato (APX), foram, de modo geral, semelhantes nas folhas, independentemente de estratos e faces. Somente uma maior atividade de SOD em folhas dos estratos superiores foi observada, fato que pode estar associado a maior acúmulo de peróxido de hidrogênio nas folhas daqueles estratos, independentemente de faces. Poucas foram as diferenças nas atividades da SOD, da CAT, da APX e da peroxidase da glutationa entre folhas das diferentes faces e estratos, quando se induziu o estresse oxidativo com Paraquat, mas uma maior redução da eficiência fotoquímica nas folhas dos estratos da face oeste foi observada, à semelhança do que ocorreu em condições de campo. Apesar de as folhas localizadas na face oeste da copa estarem submetidas a um maior estresse luminoso e, portanto, sujeitas de forma mais marcante ao estresse oxidativo, não houve danos celulares consideráveis, estimados pelo acúmulo de aldeído malônico. Uma vez que a atividade das enzimas estudadas foi muito similar, independentemente da posição na copa, sugere-se que outros sistemas de fotoproteção possam ter maior importância na proteção da maquinaria fotossintética, particularmente nas folhas da face oeste quando expostas à elevada irradiância.Item Morfologia, relações hídricas e fotossíntese em duas cultivares de Coffea canephora submetidas ao déficit hídrico(Universidade Federal de Viçosa, 2007-03-21) Cavatte, Paulo cesar; DaMatta, Fábio MuriloNeste estudo, investigaram-se as estratégias morfológicas e fisiológicas envolvidas na tolerância diferencial à seca em Coffea canephora, utilizando-se duas cultivares, Apoatã e Clone 120, respectivamente das variedades robusta e kouillou. As plantas foram cultivadas em vasos, em casa de vegetação. Após um ano de cultivo, aplicaram-se dois tratamentos: plantas permanentemente irrigadas (plantas-controle) e plantas submetidas à desidratação, imposta pela suspensão da irrigação (déficit hídrico), até que as plantas desidratadas atingissem um potencial hídrico na antemanhã ( Ψ am ) de, aproximadamente, -3,5 MPa, quando foram então reirrigadas. Foram medidos o potencial hídrico da folha, as trocas gasosas e a fluorescência da clorofila a, a condutância hidráulica entre o solo e a folha (K L ) e o extravazamento de eletrólitos, a cada duas dias. Curvas pressão-volume foram obtidas a Ψ am próximos de -2,0 MPa e -3,5 MPa. As cultivares estudadas exibiram diferenças morfológicas marcantes: Apoatã, com copa mais aberta, acumulou mais biomassa (45%), teve copa mais alta (11 cm), e área foliar maior (60%), em relação ao Clone 120. A razão área foliar/superfície radicular foi 21% superior no Apoatã em relação à do Clone 120. O déficit hídrico severo ( Ψ am = -3,5 MPa) foi atingido aos 10 e 14 dias após a suspensão da irrigação, no Apoatã e no Clone 120, respectivamente. Observou-se ajustamento osmótico no Clone 120, mas não no Apoatã. O déficit hídrico acarretou aumentos no módulo global de elasticidade (ε) em ambas as cultivares. Contudo, ε foi maior (70%) no Clone 120 que no Apoatã. As plantas-controle do Apoatã exibiram maiores valores de K L , taxa transpiratória (E), taxa líquida de assimilação de CO 2 (A), condutância estomática (g s ) e condutância mesolífica (g m ). Ao longo do ciclo de desidratação, os decréscimos em A, g s e em g m foram mais pronunciados no Apoatã que no Clone 120. A maior sensibilidade estomática do Apoatã à redução de Ψ am não se traduziu em maiores decréscimos em E. Os tratamentos aplicados afetaram somente ligeiramente algumas variáveis de fluorescência da clorofila a. Os danos celulares aumentaram em 20% nas plantas estressadas do Apoatã em relação aos das plantas estressadas do Clone 120. Observou-se, ao fim do experimento, desfolhamento substancial (~50%), porém apenas nas plantas estressadas do Apoatã. A menor tolerância à seca, no Apoatã, em relação ao Clone 120, foi associada a maiores valores absolutos de g s e K L , sistema radicular menos profundo e maior razão parte aérea/sistema radicular, bem como, maior vulnerabilidade à cavitação e danos celulares para um dado potencial hídrico.Item Diversidade funcional da partição de biomassa, ganho de carbono e do uso da água em Coffea canephora em resposta à disponibilidade hídrica(Universidade Federal de Viçosa, 2010-07-28) Silva, Paulo Eduardo de Menezes; DaMatta, Fábio MuriloA divergência funcional associada à partição de biomassa, ganho de carbono e uso da água foi estudada em 10 clones de Coffea canephora. Mudas com quatro pares de folhas, provenientes do enraizamento de estacas de ramos ortotrópicos, foram cultivadas a pleno sol, em vasos de 24 dm 3 . Quando atingiram oito meses, as plantas foram submetidas a regimes hídricos diferenciais: um grupo de plantas foi irrigado continuamente (plantas-controle), enquanto o segundo grupo (10 plantas de cada clone) foi submetido à desidratação, imposta pela supressão da irrigação, até que a umidade do solo atingisse 66% da água disponível na capacidade de campo, permanecendo nessa condição durante 90 dias (déficit hídrico moderado). Metade das 10 plantas de cada clone foi então analisadas; à outra metade, permitiu-se que a água disponível decrescesse para 33% em relação à disponibilidade hídrica na capacidade de campo, mantendo-se as plantas nessa condição por mais 30 dias, quando foram, pois, avaliadas (déficit hídrico severo). Análises multivariadas com decomposição em componentes principais foram feitas, com o intuito de se avaliar a divergência funcional entre os clones e as possíveis estratégias desenvolvidas, em resposta à disponibilidade de água. De maneira geral, o déficit hídrico acarretou reduções significativas na biomassa acumulada, com incrementos na razão de massa radicular e redução na razão de massa foliar, enquanto a razão de massa caulinar pouco variou, a despeito do aumento expressivo de densidade de caule na grande maioria dos clones avaliados. Nas plantas- controle, maiores taxas fotossintéticas estiveram associadas com maior condutância estomática e maior razão entre as concentrações interna e externa de CO 2 , mas não se observou correlação significativa entre trocas gasosas com a composição isotópica do carbono. Independentemente do regime hídrico, a composição isotópica do nitrogênio não variou consistentemente, em resposta aos tratamentos aplicados. De modo geral, clones com maior eficiência hidráulica (menor densidade de caule, maior razão de massa radicular, maior taxa de transpiração, maior condutância hidráulica aparente e potenciais hídricos mais negativos) exibiram maior ganho de carbono. Esses mesmos clones tenderam a manter maiores taxas de fotossíntese líquida sob deficiência hídrica moderada, às expensas de maiores taxas do uso da água. Sob déficit hídrico severo, a manutenção parcial das trocas gasosas foi, em grande extensão, dependente de um status hídrico mais favorável associado a características mais conservativas em termos de uso da água. Ressalta-se que, sob seca severa, as reduções nas taxas fotossintéticas ocorreram em paralelo com reduções na condutância estomática, resultando numa correlação negativa entre taxas de fotossíntese e a razão entre as concentrações interna e externa de CO 2 ; como conseqüência, houve uma correlação negativa entre trocas gasosas e a composição isotópica do carbono. Variáveis associadas ao uso da água, como densidade do caule, potencial hídrico ao meio-dia e taxa de transpiração, além da composição isotópica do carbono (sob déficit hídrico), podem ser ferramentas úteis na identificação de clones promissores, em resposta à disponibilidade hídrica, especialmente porque são de fácil medição e exibiram uma amplitude substancial entre os clones.Item Efeitos da disponibilidade de água e de luz no metabolismo fotossintético em Coffea arabica(Universidade Federal de Viçosa, 2012-03-30) Macana, Yesid Alejandro Mariño; DaMatta, Fábio MuriloO presente estudo foi conduzido procurando-se analisar os efeitos da disponibilidade de luz e da água no desempenho fotossintético, nas relações hídricas e no metabolismo do carbono em plantas de Coffea arabica L. cv. ‘Catuaí Vermelho IAC 44’ cultivadas sob condições contrastantes de luz (pleno sol e sombra) e de disponibilidade de água no solo (35 e 100 % de água disponível), durante o inverno. Acredita-se que o sombreamento permitiria uma melhor aclimatação do cafeeiro face às condições de inverno na Zona da Mata mineira, onde as temperaturas noturnas são baixas e os dias ensolarados. As plantas cultivadas ao sol apresentaram maior altura, área foliar, número de folhas e diâmetro do ramo ortotrópico em relação àquelas sombreadas, embora a taxa fotossintética (A), a concentração de pigmentos e a área foliar específica tenham sido maiores nas plantas à sombra. Verificaram-se, ainda, limitações fotoquímicas (redução na razão entre as fluorescências variável e inicial) e bioquímicas (redução das atividades da rubisco, da sintase de sacarose-fosfato e da pirofosforilase da ADP-glicose, e maior razão amido-sacarose) à fotossíntese. Por sua vez, o déficit hídrico (DH), nos dois ambientes lumínicos, acarretou decréscimos em A, sendo a diferença entre as plantas de sol e de sombra de 75 e de 55%, respectivamente. Estas mudanças foram acompanhadas por reduções na condutância estomática, na taxa de transpiração e na condutância hidráulica, enquanto os níveis de glicose, frutose, sacarose e aminoácidos foram aumentados. Não houve variações significativas na eficiência quântica do transporte de elétrons do fotossistema II (FSII), no rendimento quântico não fotoquímico, no rendimento quântico da dissipação não regulada de energia, na capacidade fotoquímica do FSII e na taxa de transporte de elétrons sob DH, nos dois ambientes luminicos. Enzimas-chave envolvidas no metabolismo do carbono, como a cinase da frutose-6-fosfato dependente de ATP e a fosfatase da frutose-1-6- bisfosfato também não variaram significativamente, enquanto as atividades das invertases ácida e alcalina aumentaram, em resposta ao DH, independentemente dos ambientes lumínicos.Item Limitações da fotossíntese e metabolismo do carbono em folhas de diferentes posições da copa do cafeeiro (Coffea arabica L.)(Universidade Federal de Viçosa, 2006-02-15) Araújo, Wagner Luiz; Matta, Fábio Murilo daO cafeeiro é originário de ambientes sombreados, exibindo baixas taxas fotossintéticas, mesmo sob condições ótimas de cultivo. No entanto, muito pouco se sabe, nessa espécie, acerca das oscilações espaciais e temporais da fotossíntese, bem como das causas de suas baixas taxas fotossintéticas. Neste estudo, portanto, examinou-se o comportamento diurno das trocas gasosas, da fluorescência da clorofila a e do metabolismo do carbono, em diferentes posições da copa do cafeeiro, investigando-se as estratégias fisiológicas e bioquímicas envolvidas na aclimatação da maquinaria fotossintética, em função da atenuação da irradiância interceptada, ao longo do dossel, em plantas cultivadas em renques orientados no sentido norte-sul. Apesar de a radiação fotossinteticamente ativa (RFA) incidente sobre a copa ter variado, de 500 a 1850 μmol (fótons) m -2 s -1 ao longo dos horários avaliados, a RFA efetivamente interceptada foi bem menor, entre 20 a 800 μmol (fótons) m -2 s -1 para as folhas inferiores, e 50 a 1400 μmol (fótons) m -2 s -1 , para as superiores. A taxa de assimilação líquida do carbono (A) foi, em média, 135% maior nas folhas superiores, ao passo que a razão entre a concentração interna e ambiente de CO 2 (C i /C a ) foi sempre maior, e a composição isotópica do carbono menor, nas folhas inferiores, enquanto valores similares das condutâncias estomática (g s ) e mesofílica (g m ) foram observados, comparando-se folhas superiores e inferiores. Apesar da baixa disponibilidade de luz, observada nos estratos inferiores, tanto as irradiâncias de compensação como a de saturação foram similares entre folhas superiores e inferiores. O rendimento quântico aparente também foi similar entre faces e estratos. A taxa de assimilação líquida de carbono saturada pela luz foi relativamente baixa, mesmo nas folhas superiores, indicando que limitações outras, além da luz, podem estar largamente associadas às baixas taxas fotossintéticas do cafeeiro. As atividades inicial e total da Rubisco, bem como seu estado de ativação, pouco variaram entre faces e estratos. Com efeito, estes resultados, juntamente com os obtidos a partir das curvas A/C i , sugerem que: (i) as causas da variação espacial das taxas fotossintéticas em folhas recém-expandidas não foram resultantes de limitações bioquímicas ou difusionais, mas, fundamentalmente de limitações fotoquímicas associadas à baixa disponibilidade de luz; (ii) as baixas taxas fotossintéticas per se, em café, devem ser resultantes, particularmente, de limitações difusivas, conforme se infere a partir dos valores baixos de g s e g m , tanto nas folhas superiores como nas inferiores, ao longo de todo o dia, mas não necessariamente devido a uma baixa capacidade mesofílica para fixação de CO 2 . Mesmo a C i 1000 μmol mol -1 (C a 1600 μmol mol -1 ), não se observou saturação de A, em folhas de ambas as faces e estratos. De fato, as pequenas variações nas concentrações dos carboidratos e nas atividades de várias enzimas associadas com o metabolismo do carbono sugerem que o café apresenta uma baixa plasticidade para ajustar a sua maquinaria bioquímica para fixação do CO 2 , em resposta à redução da disponibilidade de luz. As maiores atividades da sintase da sacarose-fosfato e da fosfatase da frutose-1,6-bisfosfato nas folhas superiores, em relação às das inferiores, devem estar fortemente associadas com as maiores taxas fotossintéticas observadas nas primeiras, de modo a garantir-lhes a manutenção da síntese e da exportação de fotoassimilados. Não se verificou fotoinibição da fotossíntese, mesmo nas folhas mais expostas à irradiância. O rendimento quântico do transporte de elétrons através do fotossistema II foi quase sempre menor, e a taxa de transporte de elétrons e o ângulo de inclinação foliar sempre maiores, nas folhas superiores em relação às inferiores. As diferenças observadas em A não estiveram relacionadas a diferenças na alocação de N para a produção de pigmentos fotossintéticos, cujas concentrações não variaram ao longo do dossel. Concomitantemente, estes resultados sugerem que, apesar dos valores relativamente baixos de A, o aparelho fotossintético do café exibe uma plasticidade relativamente baixa às variações da RFA.