Teses e Dissertações
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Item 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, EliemarThe 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.Item Análise sistêmica da fotossíntese de cultivares de Coffea arabica L. em condições de campo e de laboratório(Universidade Federal de São Carlos, 2008-03-03) Bortolin, Lívia Haik Guedes de Camargo; Prado, Carlos Henrique Britto de AssisNo primeiro capítulo, a análise da conectância global (Cg) da rede de fotossíntese e a análise de componentes principais (PCA) indicaram, respectivamente, que a diminuição da fotossíntese líquida (P N ) foi acompanhada por reduzida autonomia com relação ao ambiente de todos os cultivares e reduzida amplitude da variação de respostas de todas as variáveis fisiológicas da rede sob dia claro em relação ao dia nublado. A elevada sincronização entre os parâmetros fisiológicos e meteorológicos (reduzida autonomia dos cultivares com relação ao ambiente) no dia claro foi considerada a principal causa da diminuição de P N . Essa conclusão foi corroborada por resultados provenientes da PCA, a qual mostrou um contraste entre os vetores fisiológicos e meteorológicos, reduzida variabilidade de comportamento dos indivíduos enxertados e francos no dia claro e uma distribuição dos símbolos dos dias claros e nublados próximos, respectivamente, dos vetores meteorológicos e fisiológicos. Portanto, a autonomia é claramente um indicador da condição de estresse de Coffea arabica em dias claros ou nublados sob condições de campo na estação de crescimento. No segundo capítulo, plantas jovens de C. arabica apresentaram maior assimilação líquida de carbono quando permaneceram por 14 horas sob 17-23oC (temperaturas reduzidas) do que quando permaneceram por 14 horas sob 26-32oC (temperaturas elevadas). Sob 17- 23oC, a eficiência quântica aparente é maior, a taxa de transporte de elétrons não é excessiva, os componentes negativos do processo fotossintético são reduzidos e os processos bioquímicos e fotoquímicos da fotossíntese estão em equilíbrio. A PCA mostrou que, nas temperaturas reduzidas (17-23oC) os cultivares apresentaram comportamentos semelhantes entre si. Por outro lado, sob temperaturas elevadas (26-32°C), os cultivares exibem maior variação de comportamentos fisiológicos e fotossíntese extremamente inibida sob temperatura foliar de 32oC. Sob essa temperatura extrema há diminuição da eficiência de carboxilação e aumento da limitação mesofílica da fotossíntese. A rede da fotossíntese de C. arabica encontra-se fortemente conectada nas temperaturas elevadas (valores de Cg relativamente maiores). A análise de redes e a PCA foram apropriadas para discriminar o impacto de temperaturas estressantes e o tipo de respostas de cada cultivar sob mudanças no ambiente.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 Nutrição, bioquímica e fisiologia de cafeeiros supridos com magnésio(Universidade Federal de Lavras, 2015-02-23) Dias, Kaio Gonçalves de Lima; Guimarães, Paulo Tácito GontijoSintomas de deficiência de magnésio têm sido cada vez mais frequentes em lavouras cafeeiras, principalmente naquelas que recebem adubações potássicas elevadas, evidenciados principalmente na face do sol poente, que recebe maiores irradiâncias. O presente trabalho foi realizado com o objetivo de avaliar os efeitos do magnésio (Mg) na nutrição mineral de mudas de cafeeiros (Coffea arábica L.) e sua relação com os processos fisiológicos, dinâmica de carboidratos e trocas gasosas sob diferentes níveis de irradiância. O experimento foi conduzido em condições controladas, em câmaras de crescimento, no Departamento de Fitopatologia da Universidade Federal de Lavras - UFLA. Foram utilizadas mudas de cafeeiros da cultivar Mundo Novo IAC 379/19. Os tratamentos consistiram na aplicação de cinco doses de Mg (0; 48; 96, 192 e 384 mg L -1 ) e na exposição das mudas à dois níveis de irradiância (80 e 320 μmol fóton m -2 s -1 ). O delineamento experimental foi em blocos casualizados, em esquema fatorial 5x2, com 6 repetições sendo uma planta por unidade experimental, totalizando 60 parcelas. Houve grande restrição na absorção de K e Ca e maior absorção de P com o aumento das doses de Mg. As plantas que receberam as maiores doses de Mg apresentaram maior eficiência de absorção deste nutriente. Tanto a deficiência quanto o excesso de Mg causam aumentos nos teores de carboidratos, principalmente de sacarose nas folhas do cafeeiro. As folhas do cafeeiro apresentam maiores teores de sacarose, seguido pelos teores de frutose e glicose, os quais foram superiores aos de galactose. Em condições de deficiência ou excesso de Mg as folhas expostas às maiores irradiâncias acumulam mais carboidratos. O acúmulo de carboidratos nas folhas do cafeeiro causa aumento das atividades das enzimas antioxidantes, em função de uma maior produção de espécies reativas de oxigênio (EROs). Altos níveis de irradiância provocaram fotooxidação e sintomas de escaldadura nas folhas dos cafeeiros, de forma mais intensa nas plantas deficientes em Mg e naquelas que receberam doses excessivas deste nutriente. Estes sintomas de escaldadura apareceram somente em folhas velhas. Tanto as doses de Mg quanto os níveis de irradiância provocam alterações nas trocas gasosas do cafeeiro. Independente do nível de irradiância, a nutrição com Mg aumentou a produção de massa seca das plantas. O estudo mostrou que há uma relação intima entre o complexo antioxidante do cafeeiro e o suprimento de Mg em função da irradiância a qual as plantas são submetidas, onde Mg funciona como agente atenuante do estresse oxidativo em condições de estresse causado pelo aumento da irradiância.Item Interação entre parâmetros hidráulicos e fotossintéticos em Coffea spp(Universidade Federal de Viçosa, 2015) Mauri, Rafael; Matta, Fábio Murilo daExistem lacunas consideráveis sobre a eficiência hidráulica em café (Coffea spp.), como também pouco se sabe sobre as inter-relações entre características hidráulicas foliares e características morfoanatômicas, e como tais características são associadas, com vistas à maximização das trocas gasosas em café. Neste estudo, explorou-se a variabilidade morfológica, hidráulica e fisiológica de oito genótipos de café a fim de se compreender como interagem entre si os principais fatores hidráulicos limitantes da fotossíntese no cafeeiro, bem como investigar as dicotomias entre eficiência e segurança hidráulica. Para tal, compararam- se diferentes genótipos de café, incluindo-se aí genótipos/espécies evoluídos em ambientes distintos no que respeita à disponibilidade hídrica, bem como cultivares antigas e modernas de café. O estudo foi conduzido em condições de campo e as medições fisiológicas e amostragens foram feitas entre outubro de 2014 e abril de 2015. A despeito da grande variabilidade morfológica em nível foliar em Coffea spp, demonstrou-se que os genótipos estudados apresentaram valores relativamente baixos de condutividade hidráulica foliar em paralelo a uma baixa capacidade transpiratória. Essas características estiveram associadas a fortes limitações difusionais à fotossíntese, fato adicionalmente ilustrado pela alta correlação entre taxa de fotossíntese líquida e condutância estomática. Registre-se, contudo, que, em condições de baixo déficit de pressão de vapor, as taxas fotossintéticas por unidade de área foliar parecem razoavelmente conservadas em Coffea spp. De modo geral, não se observaram correlações consistentes entre condutividade hidráulica foliar e densidade de venação (e vários outros parâmetros hidráulicos), sugerindo a existência de altas resistências extra-vasculares em café. Em todo o caso, os resultados evidenciaram uma moderada a alta resistência à disfunção hidráulica (com margens positivas de segurança hidráulica). Nesse sentido, o diâmetro de condutos do xilema parece estar diretamente envolvido na determinação da segurança hidráulica em Coffea spp., com uma maior proporção de condutos de menor diâmetro levando a uma maior segurança hidráulica. Observou-se uma alta correlação (r 2 =0,84) entre área foliar unitária e P 50 (o valor de potencial hídrico associado à redução da condutividade hidráulica foliar em 50%), sugerindo que genótipos com folhas menores são mais tolerantes à cavitação. Em termos de coordenação entre parâmetros hidráulicos e de relações hídricas não houve relação entre valores de P 50 e o potencial hídrico no ponto de perda de turgescência, mas houve correlações positivas entre P 50 e o módulo de elasticidade (r 2 = 0,73) e o potencial osmótico em turgescência plena (r 2 = 0,57). Concernentes às características anatômicas relacionadas ao mecanismo de reforço em nível de vasos, não se observou relação entre o P 50 e os valores de (t/b) 3 (razão entre espessura da parede celular e diâmetro do lúmen dos vasos) tanto da nervura central como de nervuras minoritárias. Por outro lado, observaram-se correlações significativas entre P 50 e parâmetros como diâmetro dos condutos do xilema (r 2 =0,60) e condutividade teórica do xilema (r 2 =0,41). Em suma, os resultados indicam que genótipos de Coffea spp. exibem características que lhes conferem uma média a alta tolerância à seca, e que a eficiência hidráulica relativamente baixa concorre, em última análise, para limitar o potencial fotossintético do cafeeiro.Item Estudo de rede para compreender as respostas fotossintéticas de cafeeiros em condições de deficiência hídrica(Universidade Federal de Lavras, 2012-02-16) Souza, Vinícius Fernandes de; Barbosa, João Paulo R. A. D.No presente trabalho objetivou-se avaliar o efeito do incremento da duração e intensidade do déficit hídrico sobre os processos de modulação da rede fotossintética e a capacidade de recuperação após a retomada da irrigação em mudas de cafeeiro (Coffea arábica L. var Catuaí vermelho 44) em casa de vegetação. Para isso, foram estabelecidos diferentes tempos de suspensão da irrigação (0, 3, 10 17, 24 e 31dias com suspensão da irrigação). Após cada tempo de imposição do déficit hídrico, as plantas foram reirrigadas e a recuperação acompanhada por duas semanas consecutivas. Foram avaliadas características de trocas gasosas (A, E, gs, Ci, Ci/Ca, A/Ci, EUADPV e DFFFA), potencial hídrico (ψmax, ψmin), fluorescência da clorofila (Y, ETR, NPQ) e reflectância foliar (NDI e PRI). Para avaliação da modulação da rede fotossintética e a capacidade de resposta frente ao déficit hídrico, realizou-se análise de componentes principais e a estimativa dos valores de conectância e autonomia. Todas as variáveis analisadas apresentaram redução com o avanço do déficit hídrico, exceto para Ci, Ci/Ca. Sob déficit hídrico, as plantas apresentaram uma limitação estomática, com o seu avanço os processos bioquímicos foram afetados, diminuindo a eficiência de carboxilação. Contudo, o cafeeiro apresentou elevada capacidade de recuperação depois de retirado da condição de estresse. Essa capacidade de recuperação esteve associada às características da rede de respostas fisiológicas, que oscilou entre diferentes estados homeostáticos, como estratégia de preservar os mecanismos mais sensíveis às variações ambientais impostas.Item Influência da arborização na fisiologia de folhas de cafeeiro, na infestação por Leucoptera coffeella (Guérin-Mèneville e Perrotet, 1842) (Lepidoptera: Lyonetiidae) e nas interaçoes tritróficas(Universidade Estadual do Sudoeste da Bahia, 2010) Lima, Jessé Moreira; Castellani, Maria AparecidaO objetivo do presente trabalho foi estudar a influência do sistema agroflorestal, café x grevíleas, na fisiologia de folhas de cafeeiro, na infestação pelo bicho- mineiro e na predação e parasitismo da praga, bem como a interação dos fatores. Os estudos foram desenvolvidos em cafeeiros localizados na Universidade Estadual do Sudoeste da Bahia, campus de Vitória da Conquista, e em plantio comercial no município de Barra do Choça, BA, durante o período de setembro de 2009 a janeiro de 2010, denominados de Área 1 e Área 2, respectivamente. A Área 1 é composta por um campo de observação de cafeeiro da variedade Catuaí Vermelho (IAC 144) com seis tratamentos, variando-se o espaçamento das plantas de grevílea associadas ao café, (grevíleas ha-1): Tratamento 1: 277; Tratamento 2: 139; Tratamento 3: 69; Tratamento 4: 123; Tratamento 5: 62; Tratamento 6: 31. A Área 2 compreende 16 ha de cafeeiros da mesma variedade, composto por três campos de observação com os seguintes espaçamentos das plantas (grevíleas ha-1): Campo 1: 329 e café 3,8m x 0,70m; Campo 2: 164 e café 3,8m x 0,70m; Campo 3: Café a pleno sol 3,8m x 1,0m. Foram avaliadas as variáveis fisiológicas: a) trocas gasosas das folhas: fotossíntese líquida potencial, condutância estomática, transpiração foliar, concentração interna de CO2 e temperatura foliar, com fonte de luz dicroica incidente acoplada à câmara, com densidade de fótons de 1.500 μmol m-2 s-1. As avaliações foram realizadas para os tratamentos 1 e 6, sendo utilizada uma folha com mina de bicho-mineiro e outra sem mina, no terço médio de cada lado no sentido leste e oeste da planta, totalizando quatro folhas por planta; b) teor relativo de clorofila, por meio do clorofilômetro; e c) teor do aminoácido prolina. Para amostragem do bicho- mineiro, foram observados dois ramos de cada planta de cafeeiro do estrato superior, sendo um do lado oeste e outro do lado leste. Os ramos foram marcados após contagem e registro do número de folhas, de folhas com minas, de minas por folha, de minas com lagartas vivas, minas predadas e parasitadas. Na Área 1, para variáveis fisiológicas, bem como a estimativa da infestação do bicho-mineiro em função dos níveis de arborização, foram feitas análises de regressão. Para a Área 2, as comparações foram feitas por meio da correção de “Bonferroni”. As relações entre as variáveis foram estimadas pela correlação de Pearson, por meio dos programas SAEG 9.1 e Sisvar 5.1. Os resultados demonstraram que as trocas gasosas entre a planta e o ambiente são sensíveis às alterações do movimento estomático, em particular, à fotossíntese líquida potencial, à transpiração e concentração interna de CO2. Para Área de Vitória da Conquista, a maior densidade de árvores elevou os índices fotossíntese líquida potencial dos cafeeiros em relação à condição de menor densidade. Para a Área de Barra do Choça, a arborização não propiciou maior fotossíntese líquida potencial aos cafeeiros arborizados em relação aos cafeeiros a pleno sol. O teor relativo de clorofila e o teor de prolina foram parâmetros de elevada sensibilidade dos cafeeiros às variações do ambiente. O sistema agroflorestal influenciou negativamente a infestação pelo bicho-mineiro, porém, densidades elevadas de grevíleas favorecem a infestação da praga. A taxa de predação foi influenciada pela arborização, seguindo a mesma tendência da infestação. O teor relativo de clorofila influenciou as variáveis biológicas, merecendo futuras investigações.