Prof. José Laércio Favarin/Paulo MazzaferaProf. José Laércio Favarin/Paulo Mazzafera

4ª aula: LPV 0564 – Produção de algodão, café e agroecologia

Produção Vegetal – Setor Agricultura

Prof. José Laércio Favarin/Paulo MazzaferaProf. José Laércio Favarin/Paulo Mazzafera

4ª aula: LPV 0564 – Produção de algodão, café e agroecologia

Produção Vegetal – Setor Agricultura

USP/Esalq

Piracicaba/SP

agosto - 2017

USP/Esalq

Piracicaba/SP

agosto - 2017

"Feliz aquele que transfere o que sabe e

aprende o que ensina“

Cora Coralina

"Feliz aquele que transfere o que sabe e

aprende o que ensina“

Cora Coralina

Morfologia da planta. Metabolismo do carbono e nitrogênio, e sistemas de poda

Morfologia da planta. Metabolismo do carbono e nitrogênio, e sistemas de poda

Morfologia vegetal - ramo da botânica,

que estuda as formas e estruturas da

planta. Essas estruturas são: raiz, caule,

folha, ramo, flor e fruto.

A morfologia é uma ferramenta útil à

sistemática (classificação), e a fisiologia.

Contribui, ainda, com a agronomia -, na

orientação do manejo da planta.

Aplicação: conhecer o sistema radicular

é útil para indicar: onde adubar, e onde

manter a área livre de daninhas. E sobre

os ramos: que tipo de poda será feita, e

qual ramo usar na estaquia, etc...

Morfologia vegetal - ramo da botânica,

que estuda as formas e estruturas da

planta. Essas estruturas são: raiz, caule,

folha, ramo, flor e fruto.

A morfologia é uma ferramenta útil à

sistemática (classificação), e a fisiologia.

Contribui, ainda, com a agronomia -, na

orientação do manejo da planta.

Aplicação: conhecer o sistema radicular

é útil para indicar: onde adubar, e onde

manter a área livre de daninhas. E sobre

os ramos: que tipo de poda será feita, e

qual ramo usar na estaquia, etc...

Morfologia vegetal: o cafeeiro e suas estruturas Morfologia vegetal: o cafeeiro e suas estruturas

Meristema primário é tecido embrionário que forma

a todo tempo novos órgãos: raiz, caule, folha e ramo.

São células semelhantes à célula tronco animal (Weigel

e Jürgens, 2002).

Meristema secundário é formado somente depois do

desenvolvimento embrionário. Esses meristemas são:

axilar, floral e lateral. Meristema axilar (axila foliar)

origina ramo lateral no tronco ou caule – produtivo

(gema cabeça de série) ou ladrão (gemas seriadas).

Café é uma planta perene, que não elimina frutos

pela ausência de camada de abscisão no pedúnculo.

Frutos caem por ação mecânica. Todo ciclo vegetativo

termina com a floração - fase reprodutiva, ao mesmo

tempo que inicia um novo ciclo vegetativo.

Meristema primário é tecido embrionário que forma

a todo tempo novos órgãos: raiz, caule, folha e ramo.

São células semelhantes à célula tronco animal (Weigel

e Jürgens, 2002).

Meristema secundário é formado somente depois do

desenvolvimento embrionário. Esses meristemas são:

axilar, floral e lateral. Meristema axilar (axila foliar)

origina ramo lateral no tronco ou caule – produtivo

(gema cabeça de série) ou ladrão (gemas seriadas).

Café é uma planta perene, que não elimina frutos

pela ausência de camada de abscisão no pedúnculo.

Frutos caem por ação mecânica. Todo ciclo vegetativo

termina com a floração - fase reprodutiva, ao mesmo

tempo que inicia um novo ciclo vegetativo.

Lercafé Ei

ra e

t al

(2

00

6)

No

vem

bre

(2

00

6)

Meristemas primário e secundário Meristemas primário e secundário

O crescimento primário diz respeito a extensão dos

órgãos, e crescimento secundário à espessura dos

mesmos.

A divisão celular acontece em tecidos especiais - os

meristemas. Divisão por si não leva a crescimento,

só prepara a nova célula para tal, o qual se dá por

elongação celular. Elongação depende da pressão

de turgor exercida pela água que entra e acumula

no vacúolo celular, graças ao menor potencial da

água no interior da célula (açúcar e íons).

Morfogênese e diferenciação estão associadas ao

crescimento. Morfogênese é o desenvolvimento da

forma, e a diferenciação da estrutura e função.

Desenvolvimento vegetal resulta dos processos: (i)

crescimento, (ii) morfogênese e (iii) diferenciação.

O crescimento primário diz respeito a extensão dos

órgãos, e crescimento secundário à espessura dos

mesmos.

A divisão celular acontece em tecidos especiais - os

meristemas. Divisão por si não leva a crescimento,

só prepara a nova célula para tal, o qual se dá por

elongação celular. Elongação depende da pressão

de turgor exercida pela água que entra e acumula

no vacúolo celular, graças ao menor potencial da

água no interior da célula (açúcar e íons).

Morfogênese e diferenciação estão associadas ao

crescimento. Morfogênese é o desenvolvimento da

forma, e a diferenciação da estrutura e função.

Desenvolvimento vegetal resulta dos processos: (i)

crescimento, (ii) morfogênese e (iii) diferenciação.

Eira

et

al (

20

06

)

Crescimento e desenvolvimento Crescimento e desenvolvimento

A raiz primária se desenvolve da radícula do embrião. Raiz primária e suas

ramificações - as raízes laterais formam a raiz pivotante ou axial. Raiz lateral é

endógena, acima da zona pilífera, e possui as mesmas partes da raiz principal.

Geotropismo positivo relaciona com a sedimentação de estatolitos -, que são

grandes amiloplastos em células da coifa (Glória & Guerreiro, 2012), mais AIA e Ca.

A raiz primária se desenvolve da radícula do embrião. Raiz primária e suas

ramificações - as raízes laterais formam a raiz pivotante ou axial. Raiz lateral é

endógena, acima da zona pilífera, e possui as mesmas partes da raiz principal.

Geotropismo positivo relaciona com a sedimentação de estatolitos -, que são

grandes amiloplastos em células da coifa (Glória & Guerreiro, 2012), mais AIA e Ca.

No

vem

bre

(2

00

6)

ago ago

out out

Morfologia da raiz: pivotante ou pseudopivotante?

Morfologia da raiz: pivotante ou pseudopivotante?

Temperatura acima de 30°C reduz sistema radicular,

e evapora mais água, em prejuízo da fotossíntese.

Isso reflete no crescimento da parte aérea.

Resistência ao fluxo: raiz – caule – ramo é genético?

Parece ser adaptação na origem. Resistência parece

maior em C. arabica do que em C. canephora.

0,1 0,1

0,2 0,2

0,3 0,3

0,4 0,4

MS

par

te a

ére

a -

kg

MS

par

te a

ére

a -

kg

23/23 23/23 33/23 33/23 38/23 38/23

Franco (1982) Franco (1982)

Re

sist

ên

cia

- M

Pa

dm

-2 h

g-1

Re

sist

ên

cia

- M

Pa

dm

-2 h

g-1

5 5

10 10

0 0 -0,2 -0,2 -1,4 -1,4 -1,0 -1,0 -0,6 -0,6

água no solo - MPa água no solo - MPa

Brunini & Angelocci (1998) Brunini & Angelocci (1998)

Resistência: raiz – caule - folha Resistência: raiz – caule - folha

Temperatura solo Temperatura solo

Franco (1982) Franco (1982)

1515

2323 2323

99

3333 3333

33

3838 3838

Mas

sa r

aiz

- gr

aam

a M

assa

rai

z -

graa

ma

Atributos da raiz e ação da temperatura do solo

Atributos da raiz e ação da temperatura do solo

Arbusto de altura variável. Caule de espessura média e lenho duro/amarelo.

Nas axilas das folhas cotiledonares em diante há gemas seriadas. Depois do 6°,

8° ou 10° par de folhas além das gemas seriadas tem a gema cabeça de série.

Gema cabeça de série é única e origina ramos plagiotrópico/produtivo/lateral.

Arbusto de altura variável. Caule de espessura média e lenho duro/amarelo.

Nas axilas das folhas cotiledonares em diante há gemas seriadas. Depois do 6°,

8° ou 10° par de folhas além das gemas seriadas tem a gema cabeça de série.

Gema cabeça de série é única e origina ramos plagiotrópico/produtivo/lateral.

Cannell (1985) – p.113

Morfologia caule Morfologia caule

set set out out nov nov

R

Nas axilas de folhas de ramo produtivo têm 5 a 6 gemas seriadas. Reservas do

ramo produtivo podem ser usadas na floração e na nova vegetação do ramo.

Dimorfismo de ramos é uma diferenciação somática permanente. Pode-se

prová-la via estaquia de cada tipo de ramo. Ramo semelhante ao caule ou

ramo ladrão origina uma planta normal, enquanto o ramo lateral forma uma

planta atípica, a qual não cresce em altura, mas lateralmente.

março março abril abril maio maio junho junho

1,0 1,0

0,6 0,6

0,2 0,2

Cre

scim

. ram

o –

mm

/dia

C

resc

im. r

amo

– m

m/d

ia

1,4 1,4

14 h luz – com fruto 14 h luz – com fruto

12 h luz – com fruto 12 h luz – com fruto

14 h luz – sem fruto 14 h luz – sem fruto

12 h luz – sem fruto 12 h luz – sem fruto

Morfologia da folha e dimorfismo de ramos Morfologia da folha e dimorfismo de ramos

Morfologia da folha de café Morfologia da folha de café

Pecíolo foliar aproxima muito da estrutura do caule (Menezes et al. 2012). Folha é

dorsiventral - parênquima paliçádico de um lado e lacunoso de outro. Os

estômatos estão na epiderme abaxial (hipostomática) onde há, em média, 200

estômatos e 400 estômatos por mm2 em C. arabica e C. canephora, nessa

ordem (Voltan, et al., 1992).

Forma e arranjo das células do paliçádico. Cloroplastos perpendiculares a

epiderme maximizam o uso da luz. Mesófilo com mais espaço entre as células

facilitam as trocas gasosas - maior eficiência fotossintética (Menezes et al., 2012).

folha sol folha sombra

Out.Out. Out.Out. Jan.Jan. Jan.Jan. Jun.Jun. Jun.Jun.

Barros & Barros & MaestriMaestri (1974)(1974) Barros & Barros & MaestriMaestri (1974)(1974) 5555 5555

9,29,2 9,29,2

2727 2727

4,54,5 4,54,5 99 99

0,90,9 0,90,9

AF: cmAF: cm22 AF: cmAF: cm22

crescimento: cmcrescimento: cm22 sem.sem.--11 crescimento: cmcrescimento: cm22 sem.sem.--11

Morfologia

da

flor de café

Morfologia

da

flor de café

Café possui flor perfeita ou hermafrodita. Partes feminina e masculina estão

presentes na mesma flor. Portanto, o café é uma planta monoica.

Verticilos florais são: cálice rudimentar - formado por sépalas verde, e a corola

branca – com cinco pétalas. Esse conjunto protetor é o perianto. Os demais

verticilos são: androceu - formado pelos estames, e gineceu - pelos carpelos.

Estames são folhas modificadas (androceu) formado pelo filete e a antera. O

gineceu é a parte feminina da flor, formado por dois carpelos (pistilo). O

ovário é bilocular. O pistilo possui o ovário, seguido do estilete-estilo o qual

termina no estigma - superfície que recebe o grão de pólen.

Café possui flor perfeita ou hermafrodita. Partes feminina e masculina estão

presentes na mesma flor. Portanto, o café é uma planta monoica.

Verticilos florais são: cálice rudimentar - formado por sépalas verde, e a corola

branca – com cinco pétalas. Esse conjunto protetor é o perianto. Os demais

verticilos são: androceu - formado pelos estames, e gineceu - pelos carpelos.

Estames são folhas modificadas (androceu) formado pelo filete e a antera. O

gineceu é a parte feminina da flor, formado por dois carpelos (pistilo). O

ovário é bilocular. O pistilo possui o ovário, seguido do estilete-estilo o qual

termina no estigma - superfície que recebe o grão de pólen.

Fruto de café tem o pericarpo e a semente. Pericarpo é a parede do fruto, a

qual possui três camadas: exocarpo, mesocarpo e endocarpo. O fruto é uma

drupa elipsoide com duas lojas, as vezes têm três lojas, constituindo o ovário.

Semente é plana-convexa formada pelo embrião e endosperma. Endosperma

é o tecido substituto do perisperma durante a formação da semente. No final,

há um resíduo sobre o endosperma – a película prateada. Aula anterior!

Fruto de café tem o pericarpo e a semente. Pericarpo é a parede do fruto, a

qual possui três camadas: exocarpo, mesocarpo e endocarpo. O fruto é uma

drupa elipsoide com duas lojas, as vezes têm três lojas, constituindo o ovário.

Semente é plana-convexa formada pelo embrião e endosperma. Endosperma

é o tecido substituto do perisperma durante a formação da semente. No final,

há um resíduo sobre o endosperma – a película prateada. Aula anterior!

xilema rompido

Morfologia do fruto e semente Morfologia do fruto e semente

Ap

arat

os

par

a o

met

abo

lism

o c

arb

on

o

Ap

arat

os

par

a o

met

abo

lism

o c

arb

on

o

Anel de porfirina têm muitas ligações conjugadas (alterna simples/duplas). É a

causa de muitos elétrons π deslocados em orbitais externos em ressonância.

Esses elétrons absorvem fótons de luz e vão para orbitais mais energéticos -, é

assim que as “plantas absorvem” a energia da radiação solar.

Anel de porfirina têm muitas ligações conjugadas (alterna simples/duplas). É a

causa de muitos elétrons π deslocados em orbitais externos em ressonância.

Esses elétrons absorvem fótons de luz e vão para orbitais mais energéticos -, é

assim que as “plantas absorvem” a energia da radiação solar.

N foliar – mmol m-2 N foliar – mmol m-2

Ru

bis

co –

µm

ol m

-2 s

-1

Ru

bis

co –

µm

ol m

-2 s

-1

100 100

100 100

200 200

200 200 0 0

clo

rofi

la –

mm

ol m

-2

clo

rofi

la –

mm

ol m

-2

100 100 200 200 0 0

0,8 0,8

0,6 0,6

0,4 0,4

0,2 0,2

Rubisco equivale a 50% da proteína foliar em C3

(Lowlor, 2002). Planta faz 25 mil reações enzimáticas/s,

mas rubisco só três reações/s (Mann, 1999). E agora?

2 H2O O2 + 2 H2O O2 + 4H+ 4H+

NADPH NADPH

PC PC

e- e-

PSI PSI

Ferredoxina Ferredoxina

4H+ 4H+

ADP + Pi ADP + Pi

e- e-

e- e-

PSII PSII

NADP+Pi+... NADP+Pi+...

estroma: pH 8 estroma: pH 8

Membrana tilacóide

Membrana tilacóide

Lúmen: pH 5 Lúmen: pH 5

e- e-

e- e-

PC PC

ATP ATP

fotólisefotólise da águada água 4 Mn e Cl4 Mn e Cl

fotólisefotólise da águada água 4 Mn e Cl4 Mn e Cl

Fotossíntese: fase fotoquímica... Fotossíntese: fase fotoquímica...

ATP ATP

NADPH NADPH

O2 O2 CH2O + Pi CH2O + Pi

CO2 CO2 H2O H2O

Carboidrato (CH2O) é a matéria prima

de tudo que a planta precisa. Se faltar

Pi a planta sintetiza e acumula amido

no cloroplasto – inibe a fotossíntese!

Carboidrato (CH2O) é a matéria prima

de tudo que a planta precisa. Se faltar

Pi a planta sintetiza e acumula amido

no cloroplasto – inibe a fotossíntese!

Cloroplasto/estroma

96% biomassa

Pi

Pi-CH2O Pi-CH2O Respiração CH2O CO2

Respiração CH2O CO2

Fotoquímica

Rubisco faz só 3 reações enzimáticas por segundo. A planta, em geral, faz 25 mil de outras reações (Mann, 1999).

Rubisco faz só 3 reações enzimáticas por segundo. A planta, em geral, faz 25 mil de outras reações (Mann, 1999).

Fase fotoquímica

Glicólise Acetil-Co C. Krebs NADH Glicólise Acetil-Co C. Krebs NADH

Bioquímica da fotossíntese e assimilação nitrogênio Bioquímica da fotossíntese e assimilação nitrogênio

Leituras complementares da aula... Leituras complementares da aula...

A essência do conhecimento

científico é sua aplicação

prática!

Prof. Paulo Mazzafera e José L. Favarin

Instituto de Biologia/Unicamp

Departamento de Produção Vegetal/Esalq

Prof. Paulo Mazzafera e José L. Favarin

Instituto de Biologia/Unicamp

Departamento de Produção Vegetal/Esalq

Até mais...

pmazza07@gmail.com

favarin.esalq@usp.br