Ecofisiologia de plantas forrageiras

Ecofisiologia de plantas forrageiras

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  ECOFISIOLOGIA DE PLANTAS FORRAGEIRAS MaríliaGomes
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  Ecologia Do grego Oikosque significa “casa” e Logos que significa “estudo” Estudo da casa, ou seja, do ambiente e das interações dos organismos no meio físico
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  Fisiologia vegetal ■ Estudodos fenômenos vitais das plantas ■ Metabolismo de carbono ■ Referindo-se ao metabolismo vegetal: • Desenvolvimento • Movimento • Reprodução • Genética
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  Ecofisiologia ■ Fisiologia ambiental– resposta morfofisiológica ■ Estudo de como os organismos funcionam e respondem a mudanças em seus ambientes naturais ■ Integra a fisiologia e os aspectos evolutivos ao comportamento, a morfologia e ao meio ambiente
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  Família das gramíneas ■Poaceae • +- 668 gêneros: Panicum,Cynodon, Brachiaria... • +- 12000 espécies: Panicum maximum, Cynodon dactylon, Brachiaria decumbens...
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  Família das leguminosas ■Fabaceae • 3 subfamílias: Caesalpioideae (pau-brasil, sibipiruna, tamarindo), Mimosoideae (acácia, angico, ingá, dormideira) e Faboideae (soja, alfafa, feijão, amendoim, calopogônio, estilosante) • +-750 gêneros e +-18000 espécies
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  Gramíneas e leguminosas ■Cosmopolitas ■ Fixam nitrogênio ■ Mitigam o efeito estufa ■ Possuem alto valor nutritivo
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  MORFOANATOMIA VEGETAL
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  DICOTILEDÔNEAS X MONOCOTILEDÔNEA S
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  C3 X C4
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  ■ C3: • Célulasepidérmicas com paredes superpostas lisas • Junção fraca (espaços com ar) • Espaço intercelular representa entre 10% e 35% do mesófilo • Feixe vascular sem cloroplasto • Melhora ação de microrganismos • Melhor consumo e digestibilidade • Maior quantidade de proteína bruta • Favorecidas pela combinação da baixa temperatura e sombra
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  ■ C4: • Contornosinuoso • Junção forte (se espaço com ar) • Espaço intercelular - entre 3% a 12% do mesófilo • Feixe vascular com cloroplasto • Pior ação dos microrganismos • Maior eficiência fotossintética e na utilização de N • Maior quantidade de matéria seca • Pior qualidade • Maior adaptação a altas temperaturas, seca e luminosidade
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  C3 C4
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  ■ Importância agropecuária: •Herbivoria • Colheita ■ Mecanismos de defesa: • Atração • Resistência • Inibição Polinizadores Intoxicações Acúleos
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  Fatores que interferemno crescimento ■ Temperatura ■ Umidade relativa do ar ■ Precipitação volumétrica ■ Velocidade e direção do vento ■ Fotoperíodo ■ pH ■ Solo
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  Sistema radicular ■ Totalde raízes da planta ■ Fixam a planta ao solo ■ Acumulam substâncias de reservas ■ Retiram nutrientes e água
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  ■ Constituição dasraízes: • Colo: transição caule - raiz • Ramificação: raízes secundárias • Pilífera: absorção • Crescimento: alongamento • Terminal com coifa: proteção Zona de ramificação Zona pilífera Zona de crescimento Zona terminal Colo Coifa Raízes
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  ■ Raízes degramíneas possuem dois sistemas diferentes: • Raízes seminais ou embrionárias • Raízes adventícias ou caulinares ou permanentes
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  ■ Situações: • Aquáticas •Aéreas • Subterrâneas • Outras: pneumatófora, sugadora...
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  ■ Inserções: • Coloda raiz (terminal) • Acima do colo (laterais)  Primárias  Secundárias  terciárias ■ Durações: • Anuais • Bianuais • Perenes
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  Caules ■ Eixo desustentação ■ Dá as folhas conformação ideal ■ Comunica raízes e folhas ■ Conduz seivas ■ Acumula reservas ■ Assimila clorofila FLOEM A XILEMA PARÊNQUIMA EPIDERME
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  ■ Colmo: caulecom nós (folha correspondente) e entrenós (ocos ou cheios) formando gomos ■ A forma de crescimento do colmo determina o hábito de crescimento da planta ■ Apresenta: • Uma zona meristemática apical (gema apical) • Zonas meristemáticas secundarias (gemas laterais)
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  NÓ ENTRENÓS
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  ■ Caules alongadosque desenvolvem paralelo ao solo • Rizoma: Brachiaria brizantha • Estolão: Cynodon spp.
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  ■ Caules aéreos •Cespitoso ereto: Penisetum, Panicum, Milho, Sorgo • Prostrado/decumbente: Brachiaria decumbens
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  Folhas ■ Realiza trocasgasosas e fotossíntese ■ Transpira (perde H2O na forma de vapor) ■ Realiza gutação (perde H2O na forma liquida) ■ Reproduz assexuadamente em alguns casos
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  GRAMÍNEAS LEGUMINOSAS
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  ■ Perfilho localiza-seentre nós ■ Se tiver lígula a folha já expandiu ■ Da gema pode surgir um novo perfilho ■ Folha com 50% de senescência já é considerada morta ■ Filocromo: Intervalo de dias entre o aparecimento de duas folhas
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  ■ Eficiência fotossintéticadepende: • Da idade • Do grupo anatômico • Hábito de crescimento • Do ângulo de inserção • Da disposição das folhas na planta
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  ■ Índice deárea foliar: • Área ocupada por folhas em relação a área de solo ocupada pela planta • Maior para as gramíneas - maior eficiência no aproveitamento da luz solar em relação as leguminosas
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  ■ Estratégias dedefesa: • Diminuição do tamanho • Cutículas espessas • Suculência • Espinhos • Pelos
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  Flores e inflorescência ■Inicia a fase reprodutiva ■ Sobre o último entrenó
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  Frutos ■ Armazenamento denutrientes ■ Proteção das sementes ■ Auxílio na disseminação ■ Tipos de frutos secos: • Deiscentes: legume/cápsula • Indeiscentes: grão/aquênio
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  Sementes ■ Armazenam oembrião • Formado por radícula, caulículo e cotilédone ■ Baixo teor de água e baixo metabolismo (dormência)
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  “Sistema circulatório” ■ Tecidosde condução: • Xilema ou lenho: transporta água e minerais das raízes às partes aéreas (seiva bruta) • Floema ou líber: transporta nutrientes fabricados nas folhas a outras partes da planta(seiva elaborada)
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  Comparação de feixes vasculares naraiz, caule e folha
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  ECOFISIOLOGIA VEGETAL
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  ■ Morfogênese: dinâmicade geração e expansão de partes da planta no espaço e no tempo ■ Crescimento: aumento físico irreversível da planta, em um determinado intervalo de tempo. Aumento da massa ■ Desenvolvimento: alteração da estrutura e forma da planta. Da germinação a senescência Como acontece...
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  ■ Objetivo damorfogênese: • Reconhecer estratégias de manejo – condições edafoclimáticas • Recomendar a utilização eficiente das pastagens • Caracterizar as estruturas dos pastos • Relacionar o pasto ao comportamento ingestivo dos animais
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  ■ Características morfogênicas: •Genótipo da planta • Ambiente ■ Definem: • Taxa de alongamento • Taxa de perfilhamento • Taxa de alongamento de colmo • Tempo de vida da folha • Características estruturais FENÓTIPO
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  Como acontece... ■ EMMEIO PROPÍCIO • A semente germina • Crescem as raízes, o caule e as folhas • Período de inflorescência • Produção de frutos (contendo sementes)
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  GERMINAÇÃO EPÍGEA HIPÓGEA Cotilédone acimada superfície do solo Cotilédone abaixo da superfície do solo
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  ■ O desenvolvimentoda planta inicia após a germinação ■ Fornecimento de água: • Osmose • Embebição
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  ■ Absorção daágua na planta ocorre pelo gradiente de potencial hídrico • >>>>  <<<< • Via simplasta: intracelular • Via apoplasta: extracelular
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  ■ O nutrienteacompanha o movimento da água através • Do fluxo de massa • Da solução do solo • Interceptação
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  TEMPO ÁGUA ABSORVIDA Fase I: Embebição,processo físico por diferença de potencial hídrico entre a semente e o meio Fase II: Transporte das substâncias quebradas na fase I, do tecido de reserva para o tecido meristemático Fase III: Substâncias transportadas na fase II se reorganizam para formar a parece celular e o embrião começa a desenvolver OBS: Caso a embebição ocorra abruptamente, a semente pode perder nutrientes, retardando a germinação / morte
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  O embrião saido estado de dormência e passa a produzir o hormânio giberelina Giberelina ativa as enzimas presentes no tecido aleurona, rico em proteína Enzimas quebram o amido e o transformam em glicose, que nutrirá o embrião
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  ■ Fotoblásticas: • Positivas •Negativas
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  ■ Carbono: • Principalconstituinte de macromoléculas orgânicas • Essencial e corresponde a 45% da matéria seca vegetal • Processos importantes:  Fotossíntese: fixação de carbono  Fotorrespiração: utilização de carbono
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  ■ Fotossíntese: usoda energia luminosa para oxidar a H2O e reduzir o CO2, formando compostos orgânicos ■ Realizada em três processos interdependentes: • Difusivo • Fotoquímico • Bioquímico
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  ■ Processo difuso: •Transporta CO2 do ar até os centros de carboxilação no cloroplasto • Resistências: ar, cutícula, espaço intercelular, mesófilo
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  ■ Processo fotoquímico: •Ocorre nos tilacóides • A luz é formada por fótons e é absorvida pela clorofila • A clorofila excita e produz energia no centro de reação
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  ■ Processo bioquímico: •Fixa e reduz o CO2 a carboidratos • Rotas:  C3 (fotossíntese no mesófilo)  C4 (fotossíntese no mesófilo e depois nas bainhas vasculares)  Metabolismo das crassuláceas
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  ■ Fatores queinterferem na fotossíntese: • Idade da folha  Jovens: alta taxa respiratória  Senis: degradação dos tecidos • Arquitetura foliar • Água /Temperatura • Teor de CO2 / Clorofila • Fotoperíodo • Interceptação luminosa • Nutrientes / Adubação
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  ■ Fotorrespiração: ocorrenas C3 ■ Fechamento estomático – evitar perda de água ■ Reduz a fotossíntese ■ Consome CO2 restante nas folhas ■ Produz O2 – acumula nos cloroplastos ■ Não produz energia
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  ■ Respiração: eliminaçãoda água na forma de vapor ■ Ocorre nas folhas • 99% estômatos • 1% cutículas
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  ■ Estratégias decrescimento: • Alongamento de folha, diminuição do perfilhamento • Desenvolvimento de novas folhas e perfilhos • Em função da interceptação luminosa  Área foliar  Índice de área foliar
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  ■ Interceptação luminosaem 95% • Maior número de perfilhos • Maior digestibilidade • Maior eficiência de pastejo • Mais ciclos de pastejo
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  DESFOLHA Colheita alta: Baixo índicede área foliar Baixa produção de pasto
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  ■ Ciclo fenológico: •Curto: rápida captura de nutrientes, alta produção e rápida perda de qualidade • Longo: lenta captura de nutrientes e de perda de qualidade, maior flexibilidade de manejo
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  ■ Temperaturas altascausam esterilidade ■ Desnaturam proteínas e desestabilizam as membranas ■ Temperaturas baixas provocam perda de fluidez e alteração da permeabilidade ■ Impedem a fertilização e deixam mal formadas as sementes ■ Cristais de gelo (geadas) danificam membranas celulares
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  ■ Elevadas concentraçõesde solutos e íons pesados podem ser tóxicos às plantas ■ Ambientes pobres em nutrientes alteram a relação porções aéreas/raízes ■ Baixa radiação solar pode reduzir o peso do grão
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  ■ Alta umidadeno solo diminui o O2 disponível para as raízes ■ Em alta umidade a evapotranspiração é menor e diminui o crescimento da planta ■ Ventos leves renovam o ar aumentando o C02 ■ Ventos forte podem causar perdas de grãos
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  OBRIGADA