Fatores que dificultam ou impendem o desenvolvimento de plantas .

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Fatores que dificultam ou impendem o desenvolvimento de plantas .

  1. 1. Fatores que afetam o desenvolvimento das plantas
  2. 2. Principais fatores ambientais que afetam o crescimento vegetal • Luz • Temperatura – Alta – Baixa • Disponibilidade de água • Salinidade • Gases – Oxigênio – Gás carbônico
  3. 3. Luz • A luz pode afetar diversos processos da planta além de ser fonte de energia para a fotossíntese • Provavelmente é o fator ambiental mais importante na sinalização para o crescimento da planta • Três características principais da luz tem efeito biológico: – Qualidade – Direção – Quantidade
  4. 4. Luz: Qualidade • É definida pelo comprimento de onda do espectro luminoso • O espectro visível varia entre 400 e 700nm • As plantas tem pigmentos específicos que captam diferentes comprimentos de onda: – Criptocromo na faixa do azul (320-400nm) – Fitocromo - no vermelho (660-730nm) – Fotorreceptores de UV – no ultravioleta (280-320nm)
  5. 5. Luz: Direção • A direção da luz pode influenciar: – O crescimento orientado das plantas que resulta em curvatura: Fototropismo Provavelmente um receptor de luz azul está envolvido na resposta da planta, intermediando a degradação diferencial da auxina.
  6. 6. Luz: Quantidade • A luz é uma forma de energia, pode ser medida em Watts/m2 • Luz azul (400nm) tem o dobro da energia da luz infravermelha (800nm) • Pode ser subdividida em dois aspectos: – Intensidade – Duração do período de luz (fotoperíodo)
  7. 7. Luz: Duração • O Fotoperiodismo é uma resposta fisiológica das plantas ao fotoperíodo, ou seja, a duração do dia comparada com a duração da noite que varia ao longo das estações do ano. • Tipicamente o inverno tem noites mais longas e dias curtos. O verão tem dias longos e noites curtas. Na primavera, o comprimento do dia está aumentando e o da noite diminuindo. No outono, ocorre o inverso. • Baseando-se na quantidade de luz a que são expostas, as plantas alteram seus ritmos internos para determinar a época de brotamento, floração, perda de folhas e germinação de sementes • A percepção da duração do dia é regulada por um tipo especial de pigmento vegetal o Fitocromo. • A folha é o local de percepção do estímulo fotoperiódico
  8. 8. O fitocromo • O fitocromo é sensível à luz vermelha do espectro eletromagnético (660- 730nm) • Localização intracelular: em membranas de retículo endoplasmático, mitocôndrias e etioplastos e talvez na membrana plasmática. A distribuição parece modificar-se em função da iluminação. • É mais abundante em tecidos meristemáticos (brotos, pontas de raiz), mas também está presente em folhas • Em Arabidopsis, pelo menos 5 genes codificam para a seqüência protéica do fitocromo, o cromóforo é sempre o mesmo • O gene PHYA se expressa abundantemente apenas em plantas crescidas no escuro, sua expressão é inibida pela luz • Os genes PHYB-PHYE parecem ter expressão constitutiva, mas a quantidade de fitocromo produzida é bem menor, provavelmente atuam de modo cooperativo • Existem mutantes incapazes de sintetizar o fitocromo, apresentam respostas alteradas à luz
  9. 9. Fitocromo: tipos de respostas • Há dois tipos de respostas: – Rápidas- envolvem eventos bioquímicos. Ex. reações enzimáticas – Lentas- envolvem eventos morfológicos e de crescimento. Exemplo: indução floral • As respostas se distinguem pela quantidade de luz necessária: – Fluência muito baixa- não são reversíveis pelo vermelho longo (730nm). Ex: indução do crescimento de plântulas de aveia – Fluência Baixa- são reversíveis. Ex. germinação de algumas sementes fotoblásticas positivas – Alta fluência- não são reversíveis. Ex: indução da síntese de antocianinas
  10. 10. Fotoperiodismo: interrupção da noite • A interrupção do período escuro com um flash de luz vermelha (660nm) inibe a floração da planta de dia curto • Um flash de luz vermelha seguido de um flash de vermelho longo (730nm), reverte o efeito • Uma seqüência de flashs, com a luz vermelha por último inibe a floração • Uma seqüência de flashs, com vermelho longo por último permite a floração, como se a noite não tivesse sido interrompida • Esse tipo de experimento demonstra a fotorreversibilidade das formas do fitocromo • Existem ainda plantas neutras, que são indiferentes à duração do fotoperíodo
  11. 11. Fotoperiodismo e outros eventos • Brotação de gemas dormentes • Abscisão foliar no outono • Formação de bulbos ao final da estação de crescimento • Germinação de alguns tipos de sementes
  12. 12. Ausência de luz: Estiolamento • O foto-controle da síntese de clorofila Plantas crescidas no escuro, apresentam alongamento excessivo do caule, os primórdios foliares não se expandem e algumas vezes o gancho apical não se desfaz. Cinco minutos diários de luz vermelha (660 nm) são suficientes para minimizar alguns desses sintomas, indicando a participação do fitocromo.
  13. 13. Fotoblastia: Importância ecológica • Evita que plantas de sementes pequenas germinem em local muito sombreado, que impossibilita a sobrevivência das plântulas • Plantas de sombra geralmente tem sementes neutras e ricas em reservas
  14. 14. Fotomorfogênese: genes envolvidos • “O termo fotomorfogênese refere-se aos efeitos da luz sobre o desenvolvimento vegetal e o metabolismo celular.” (Taiz e Zeiger, 1998) • Como um todo, a fotomorfogênese é um processo complexo, que envolve uma grande quantidade de genes • Vários processos parciais podem ser isolados e cada um deles apresenta seus próprios mecanismos de controle a partir de sinais luminosos • O fitocromo participa da sinalização em vários desses processos • Alguns envolvem indução da expressão gênica, enquanto outros dependem de inibição • A construção desse tipo de mapa só foi possível com os avanços da biologia molecular • No entanto, vários detalhes ainda estão sendo elucidados.
  15. 15. Fitocromo e expressão gênica • A forma Pfr do fitocromo induz a expressão dos genes que codificam para: – Subunidade pequena da RUBISCO – Proteína associada à clorofila no fotossistema II • A forma Pfr do fitocromo inibe a expressão dos genes que codifica para: – a forma do fitocromo A
  16. 16. Temperatura baixa • Reduz a atividade enzimática como um todo e pode causar diferentes injúrias, dependendo da espécie e sua tolerância ao frio • Sementes recalcitrantes de espécies tropicais geralmente não podem ser armazenadas a temperaturas abaixo de 10-15oC • Temperatura baixas, mas sem congelamento (0-10oC) podem induzir respostas biológicas em espécies adaptadas: – Indução da floração (vernalização) – Quebra de dormência de sementes embebidas (estratificação) • O período de tempo necessário de tratamento varia • O tratamento a baixas temperaturas simula as condições naturais de regiões de clima temperado • A expressão gênica e o balanço hormonal se alteram em resposta às baixas temperaturas
  17. 17. Temperatura alta • Temperatura elevada pode induzir: – Dormência secundária de sementes (termodormência) – Danos celulares – Aumento da transpiração – Interrupção do crescimento – Inibição da fotossíntese antes da respiração • A temperatura limite para causar morte e o tempo de exposição variam entre espécies e órgãos • O etileno está envolvido na superação da termodormência de sementes de alface
  18. 18. Interação entre luz e temperatura • Principal interação – Fotoperíodo – alternância de temperatura – Para algumas espécies a vernalização deve ser seguida do fotoperíodo adequado para induzir a floração – Provavelmente a vernalização é necessária para que o meristema apical se torne competente a responder aos sinais que induzem a floração
  19. 19. Disponibilidade de água
  20. 20. Deficiência de água: efeitos • Condensação da cromatina, • Acúmulo de ions e substâncias osmoticamnete ativas no vacúolo • Fechamento dos estômatos – limitação da fotossíntese • Inibição do crescimento – devido à perda de turgor celular • Aumento da massa foliar específica • Enrolamento do limbo • Perda de área foliar por abscisão • Expansão do sistema radicular– para garantir acesso à água • Efeitos secundários – Aumento de radicais livres, devido ao fechamento estomático, reduz-se a concentração de CO2 intercelular
  21. 21. Stress hídrico • Leve – Nas horas mais quentes do dia – Fechamento estomático • Moderado – Sazonal – Desaceleração cíclica do crescimento • Severo – Estiagem prolongada – Perda de folhas, morte de plantas • Muito severo – Clima desértico – Só plantas adaptadas
  22. 22. Stress hídrico: Adaptações • Bioquímicas – Ajustamento osmótico, • reduz o potencial hídrico foliar e permite manutenção do turgor celular e absorção de água do solo com potencial hídrico mais baixo – Fechamento estomático • Induzido pelo ABA – Alteração da expressão gênica • Fisiológicas – Fotossíntese C4 e CAM • Morfológicas – Folhas pequenas, espessas, modificadas em espinhos – Raízes profundas ou muito espalhadas
  23. 23. Gases • Deficiência de oxigênio para as raízes geralmente ocorre em condições de alagamento • Ocorre aumento da síntese de ABA na raízes – Fechamento estomático, mesmo que as folhas não seja afetadas – Senescência foliar prematura • Paralisação do crescimento das raízes • Respiração anaeróbica • Formação de aerênquimas • Raízes aéreas
  24. 24. Fator solo
  25. 25. Fatores do solo Material de origem Estrutura Textura Temperatura pH Matéria orgânica Atividade microbiana Capacidade de troca de cátions Sistemas de manejo
  26. 26. Fertilidade do Solo
  27. 27. Importância da Fertilidade do Solo
  28. 28. Importância dos fertilizantes
  29. 29. Fertilidade do solo Solo fértil Solo produtivo Solo que apresenta todos os nutrientes em quantidades adequadas e não possui elementos tóxicos ao crescimento vegetal. Solo fértil localizado em região com quantidade de água e luz satisfatórias e ausência de pragas, doenças ou qualquer outro impedimento ao crescimento vegetal.
  30. 30. Resumo “Todo solo produtivo é fértil, mas nem todo solo fértil é produtivo”
  31. 31. Lei do mínimo “O rendimento de uma colheita é limitado pela ausência de qualquer um dos nutrientes essenciais, mesmo que todos os demais estejam disponíveis em quantidades adequadas” (Justus Von Liebig)
  32. 32. “A produção das culturas é limitada pelo nutriente mineral menos disponível às plantas”
  33. 33. Fatores do solo (químicos) Mineralogia Reação do solo (pH) Disponibilidade de nutrientes Elementos tóxicos Matéria orgânica Salinidade
  34. 34. Salinidade do solo • Causa deficiência hídrica em plantas não adaptadas • É comum em regiões áridas, manguezais e terras agrícolas manejadas inadequadamente • Plantas adaptadas apresentam: – Ajustamento osmótico – Glândulas secretoras de sal
  35. 35. Fatores do solo (biológicos) Atividade microbiana Relações simbióticas Atividade enzimática
  36. 36. Fator solo (preparo de solo) Além do controle de plantas daninhas, o preparo do solo visa melhorar as suas condições físicas para o crescimento das raízes e das partes vegetativas, pelo aumento da aeração e infiltração de água e redução da resistência do solo ao crescimento radicular. O preparo do solo adequado permite o uso mais eficiente da calagem, adubação e de outras práticas agronômicas.
  37. 37. Fator solo (preparo do solo) Algumas causas da redução do desenvolvim- emto de plantas . • Compactação do solo • Correções do solo inadequadas •Perda de fertilidade •Perda de solo
  38. 38. Compactação
  39. 39. Reflexão É importante usar corretamente as técnicas de preparo do terreno, para evitar a progressiva degradação física, química e biológica do solo
  40. 40. Fim

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