UENF - Teses

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Condutividade hidráulica (raiz e folha) e capacidade fotossintética de mudas de clones de Coffea canephora Pierre ex A. Froehner
(Universidade Estadual do Norte Fluminense Darcy Ribeiro, 2017-04-07) Machado Filho, José Altino; Campostrini, Eliemar
O sistema radicular, o qual desempenha um papel central na captação de água e nutrientes que são transportados para a parte aérea, foi estudado em mudas de 16 clones de cafeeiro conilon (Coffea canephora Pierre ex. Froehner), sendo 13 constituintes da variedade conilon Vitoria ‘Incaper 8142’ e outros três (14/86, 109a e 120) referenciados quanto ao grau de sensibilidade à restrição hídrica. Para o estudo proposto, dois ensaios foram conduzidos, sendo que no primeiro foram utilizados os dezesseis clones mencionados, enquanto no segundo experimento, foram conduzidos os genótipos mais contrastes (cinco no total), possibilitando a obtenção de um maior conjunto de dados. Foram determinadas a condutância hidráulica (K R ) e as condutividades hidráulicas de raízes, normalizadas por matéria seca (K R,RM ), volume de raiz (K R,RV ) e área foliar (K R,LA ). Os clones 1V, 2V, 3V, 5V, 6V, 8V, 10V e 109a apresentaram maior condutividade hidráulica por massa seca de raiz (K R,RM ), seguidos pelo grupo formado pelos clones 7V, 11V, 12V, 13V e 120, em sequência pelo grupo contendo os clones 4V, 9V e 14/86 com as menores médias. A ordem seguindo do maior para o menor valor de K R,RM foi formada pela sequência dos clones 5V, 120, 13V, 12V e 14/86, resultado condizente com o primeiro ensaio. A importância da relação de massa seca entre raiz e parte aérea (MSR/PA) foi confirmada por meio do estudo de correlação entre massa seca de raiz (MSR), volume radicular (VR) e massa seca parte aérea (MSPA), que apresentou correlação positiva significativa e forte. Porém, as correlações de KR com MSR e VR apresentaram coeficientes baixos, indicando que outros parâmetros devem ser buscados como comprimento de raiz e área superficial de raiz. A relação de K R com AF e com MSF que apresentaram coeficientes significativos, indicando uma correlação moderada entre estes parâmetros, demonstram o equilíbrio fisiológico entre a capacidade do sistema radicular em fornecer água à parte aérea. O diâmetro do caule por si só, não representa a capacidade de conduzir água à parte aérea, sendo necessária melhor caracterização anatômica de seus vasos xilemáticos. Portanto, esta variável não deve ser utilizada como parâmetro de normalização de K R . A condutância hidráulica foi preponderante para a manutenção da hidratação das folhas e da integridade do aparato fotossintético em situação de menor relação MSR/PA, como evidenciado pelo clone 13V. Entre os clones estudados não foram observadas diferenças significativas entre as condutâncias hidráulicas da folha (K L ) nem tão pouco na densidade estomática (DE), demonstrando que estes parâmetros não explicariam quaisquer diferenças que fossem encontradas entre a capacidade de manutenção do status hídrico foliar entre os clones estudados. A relação MSR/PA demonstrou-se uma medida biométrica importante bem como K R na manutenção de um status hídrico adequado à planta, necessitando, ainda, uma melhor avaliação destes dois parâmetros associados ao funcionamento estomático em condições de restrição hídrica.
Effect of high temperatures and CO2 concentration on physiological, biochemical and growth traits in Coffea sp.: aspects related to the single leaf and whole canopy
(Universidade Estadual do Norte Fluminense Darcy Ribeiro, 2017-02-21) Rodrigues, Weverton Pereira; Campostrini, Eliemar
The tropical coffee crop has been predicted to be threatened by future climate changes and global warming. However, the real biological effects of such changes remained unknown at both leaf and whole-canopy level. Therefore, we designed a set of experiments in Coffea sp. under both controlled and non-controlled (seasonal fluctuations) conditions. The experiments were related to single and combined effects of the increase in the atmospheric CO2 concentration and temperature on photosynthesis at leaf–scale, as well as related to impacts of rising temperatures on gas exchanges at whole-canopy scale. The first experiment aimed at to evaluate changes at stomatal and photochemical levels in Coffea arabica (cv. Catuaí Amarelo 65) and C. canephora (cv. Emcapa 8111 Clone 02) under mild temperature (spring) and high temperature (summer) exposure. Potted plants were maintained in a greenhouse, watered to field capacity and subject to the natural variations of light, temperature and relative humidity (Chapter 1). In the second experiment, cropped genotypes of C. arabica L. (cv. Icatú and IPR108) and C. canephora cv. Conilon Clone 153 (CL153) were grown for ca. 10 months at 25/20 °C (day/night) and 380 or 700 μL CO2 L-1 . After that they were subjected to a gradual temperature increase (0.5 °C day -1 ) up to 42/34 °C. Leaf impacts related to stomatal traits, gas exchanges, C-isotope composition, chlorophyll a fluorescence parameters, thylakoid electron transport rates and enzyme activities were assessed at 25/20, 31/25, 37/30 and 42/34 °C (Chapter 2). The third experiment evaluated whole-canopy gas exchanges on genotypes from the two main coffee producing species (C.arabica cv. Catuaí Amarelo 65 and C. canephora cv. Emcapa 8111 Clone 02) during two different seasons varying in temperature. Six plants with ca. 1-year-old of each species were grown in a greenhouse and kept well-watered. Data were continuously collected for 10 days during spring (September 2014 - moderate temperature) and summer (February 2015 -high temperature) and micrometeorological variables were monitored inside the greenhouse (Chapter 3). Overall, our results showed under controlled conditions, both coffee genotypes were tolerant up to 37/30 oC, whereas declines in photosynthetic rates were observed at 42/34 oC mainly associated with higher heat sensibility of the photosynthetic enzymes, namely ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase (RuBisCO) and ribulose 5-phosphate kinase (RuB5PK). However, enhanced [CO2] strongly alleviated the impacts of high temperatures, particularly at 42/34oC, modifying the response of coffee plants to supra-optimal temperatures. Additionally, coffee genotypes grown under elevated [CO2] did not show an acclimation of photosynthesis so that photosynthetic rates and photochemical and biochemical activities were all improved at all temperatures. On the other hand, under a fluctuating environment conditions, supra-optimal temperatures lead to increases in air DPV affecting both leaf and whole-canopy photosynthetic rates in C. arabica plants. Decreases in photosynthetic rates in this specie during summer were linked to declines in both stomatal and canopy conductance, however without an apparent damage to the photochemical pathway. Finally, although C.canephora showed higher heat tolerance than C. arabica, maintaining similar both whole-canopy and leaf CO2 assimilation values in both seasons, its canopy architecture limited whole-canopy gas exchange due to poor light distribution within the canopy.