SISTEMA DE PRODUÇÃO EM CANA-DE-AÇÚCAR · Fisiologia da cana-de-açúcar Fases do crescimento...
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CANA-DE-AÇÚCAR AULA 2 – MORFOLOGIA E FISIOLOGIA
SISTEMA DE PRODUÇÃO EM
Prof. Dr. Carlos AzaniaPesquisador Científico VI do Instituto Agronômico (IAC)
Centro de Cana – Ribeirão Preto – SP
Julho - 2017
CLASSIFICAÇÃO
CLASSIFICAÇÃO
ClassificaçãoBotânica
Especificação ENGLER (1887) CRONQUIST (1988) AGPII 2003
Divisão Angiospermae Magnoliophyta
Classe Monocotyledoneae Liliopsida Monocotiledonea
Ordem Glumiflorae Cyperales Poales
Família Gramineae Poaceae Poaceae
Tribo Andropogoneae Andropogoneae **
Subtribo Saccharininae Saccharininae **
Gênero Saccharum Saccharum Saccharum
Espécies Sacharum officinarum Sacharum officinarum Sacharum officinarum
Saccharum barberi Saccharum barberi Saccharum barberi
Saccharum robustum Saccharum robustum Saccharum robustum
Saccharum spontaneum Saccharum spontaneum Saccharum spontaneum
Saccharum sinensis Saccharum sinensis Saccharum sinensis
Saccharum edule Saccharum edule Saccharum edule
CLASSIFICAÇÃO
ClassificaçãoBotânica
Especificação ENGLER (1887) CRONQUIST (1988) AGPII 2003
Divisão Angiospermae Magnoliophyta
Classe Monocotyledoneae Liliopsida Monocotiledonea
Ordem Glumiflorae Cyperales Poales
Família Gramineae Poaceae Poaceae
Tribo Andropogoneae Andropogoneae **
Subtribo Saccharininae Saccharininae **
Gênero Saccharum Saccharum Saccharum
Espécies Sacharum officinarum Sacharum officinarum Sacharum officinarum
Saccharum barberi Saccharum barberi Saccharum barberi
Saccharum robustum Saccharum robustum Saccharum robustum
Saccharum spontaneum Saccharum spontaneum Saccharum spontaneum
Saccharum sinensis Saccharum sinensis Saccharum sinensis
Saccharum edule Saccharum edule Saccharum edule
Utilizar: Classe, Família, Gênero e espécie
USO DO NOME CIENTÍFICO: Saccharum spp. ou Saccharum officinarum?
Saccharum spp.
Complexidade do gênero Saccharum
✓ cruzamentos naturais e manipulados pelo homem
✓ plantas atuais são híbridas
(podem ter características genéticas de espécies diferentes)
✓ uso do “spp.” designa mais de uma espécie do mesmo gênero
Saccharum officinarumDocumentos oficiais que exigem a identificação gênero e
espécie, usar Saccharum officinarum porque a espécie
reúne as características agroindustriais mais desejadas: riqueza
em sacarose
NUMERAÇÃO DAS CULTIVARES
INTERPRETAÇÃO DAS LETRAS E NÚMEROS DAS
CULTIVARES
IAC91-5155
LOCAL ORIGEM/PESQUISA
ANO DO CRUZAMENTO
NÚMERO DO CRUZAMENTO
...diferentes Instituições no Brasil e mundo
INSTITUIÇÕES COM PROGRAMAS DE MELHORAMENTO GENÉTICO
SIGLAS DAS CULTIVARES E INSTITUIÇÕES BRASILEIRAS
PB, Pernambuco Brasil
CB, Campos Brasil
RB: República Brasil (IAA/RIDESA)
CTC: Centro de Tecnologia Canavieira
IAC: Instituto Agronômico Campinas (CC-IAC)
SP: São Paulo (Coopersucar)
CV: Canaviallis
PO: Pedro Ometto (Usina Barra)
INSTITUIÇÕES COM PROGRAMAS DE MELHORAMENTO GENÉTICO
FIJI
CL- Clewiston (U.S. Sugar Corporation)
CP- Canal Point
F- Flórida (Belle Glade Exp. St.)
L- Louisiana Exp. St.
H- Hawaii Sugar Planters Association
C- Cuba
PR- Porto Rico
B- Barbado
BT- Barbado
TrindadeV- Venezuela
ICA- Instituto Colombiano Agropecuário
TUC- Tucumán
NA- Norte da Argentina
RB: República Brasil
CTC: Centro de Tecnologia Canavieira
IAC: Instituto Agronômico Campinas
SP: São Paulo
CV: Canaviallis
PO: Pedro Ometto
CB: Campos Brasil
PB: Pernambuco
N- Natal
Nco- Natal coimbatore
R- Ilhas Reunion
Co- Coimbatore
POJ- Proefstation Oest Java
P- Filipinas
TA- Taiwan Sugar Manuf. Co
Q- Queensland
SIGLAS DAS CULTIVARES E INSTITUIÇÕES INTERNACIONAIS
siglas mais comuns siglas menos comuns
MORFOLOGIA
MORFOLOGIA EXTERNA
RAÍZES
MORFOLOGIA EXTERNA
RAÍZES
MORFOLOGIA EXTERNA
RAÍZES
MORFOLOGIA EXTERNA
PERFILHAMENTO
MORFOLOGIA EXTERNA
PERFILHAMENTO
MORFOLOGIA EXTERNA
PERFILHAMENTO
T T T T
SS
P
MORFOLOGIA EXTERNA
COLMOS
MORFOLOGIA EXTERNA
COLMOS
MORFOLOGIA EXTERNA
COLMOS
MORFOLOGIA EXTERNA
COLMOS
MORFOLOGIA EXTERNA
COLMOS
MORFOLOGIA EXTERNA
COLMOS
MORFOLOGIA EXTERNA
COLMOS
MORFOLOGIA EXTERNA
COLMOS
MORFOLOGIA EXTERNA
COLMOS
MORFOLOGIA EXTERNA
COLMOS
MORFOLOGIA EXTERNA
FOLHAS
MORFOLOGIA EXTERNA
FOLHAS
MORFOLOGIA EXTERNA
FLORESCIMENTO
MORFOLOGIA EXTERNA
FLORESCIMENTO
MORFOLOGIA EXTERNA
FLORESCIMENTO
MORFOLOGIA EXTERNA
FLORESCIMENTO
FISIOLOGIA
Fisiologia da cana-de-açúcar
Fases do crescimento
florescimento
brotação perfilhamento crescimento
colmos
maturação
CLEMENT H. F. – apresenta 4 fases no ciclo da cana-de-açúcar
Fisiologia da cana-de-açúcar
Fases do crescimento
florescimento
brotação perfilhamento crescimento
colmos
maturação
CLEMENT H. F. – apresenta 4 fases no ciclo da cana-de-açúcar
Fisiologia da cana-de-açúcar
Fases do crescimento
desenvolvimento vegetativo maturação florescimento
perfilhamento crescimento
colmos
FASE 1:
a) a gema é quiescente, precisa do contato com fatores externos para iniciar a brotação
b) etapa de embebição, entrada de água pelos primórdios até as células meristemáticas
c) etapa da hidrólise, degradação do material de reserva (sacarose estocada no colmo),
consequentemente aumenta-se a taxa respiratória.
d) Etapa da formação de energia (ATP) e nucleotídeos necessários a formação celularbrotação
Fisiologia da cana-de-açúcar
Fases do crescimento
desenvolvimento vegetativo maturação florescimento
perfilhamento crescimento
colmos
FASE 2: transferência de energia (ATP) para os pontos de crescimento
FASE 3: multiplicação celular (crescimento) e a diferenciação celular
brotação
Fisiologia da cana-de-açúcar
Fases do crescimento
desenvolvimento vegetativo maturação florescimento
perfilhamento crescimento
colmos
FASE 1-
interferência dos fatores ambientais
a) excesso de umidade fermenta o tolete e impede a brotação
b) déficit de água desidrata o tolete e a gema e impede a brotação
c) temperatura abaixo de 10ºC impede a brotação
d) temperaturas entre 12º a 21ºC a brotação é dificultosa
e) temperaturas entre 21º e 32ºC são ideais
f) sendo 30 a 35ºC a temperatura ótima
brotação
Fisiologia da cana-de-açúcar
Fases do crescimento
desenvolvimento vegetativo maturação florescimento
perfilhamento crescimento
colmos
FASE 1-
interferência dos fatores fitotécnicos
a) dominância apical: cortar o colmo em toletes menores para manter adistribuição de auxinas de forma similar entre as gemas. Caso contrário as auxinas seconcentram nas pontas do colmo e as gemas do terço médio tem dificuldade em brotar
b) posição da gema no sulco: gemas que ficam acomodadas em posição opostaà superfície tem dificuldade em brotar
c) tratamentos no sulco: gemas tratadas com produtos que previnem doençastem maior garantia de brotação. Ex: podridão abacaxi
brotação
Há cultivares que possuem genética que atrasa a brotação das
gemas, outras que permitem rápida brotação
Fisiologia da cana-de-açúcar
Fases do crescimento
desenvolvimento vegetativo maturação florescimento
perfilhamento crescimento
colmos
FASE 1-
interferência dos fatores fitotécnicos
a) condição física do solo: solos com presença de torrões não permitem aaderência da gema e primórdios com a umidade do solo. As bolsas de ar impedem abrotação
b) presença de bainhas: dificultam o contato da gema e primórdios com o solo
c) colmos saudáveis: usar colmos de viveiros de mudas e não usar colmosinfectados por pragas e doenças.brotação
Fatores fitotécnicos e ambientais respeitados, a brotação ocorre
entre 3 a 5 semanas
Fisiologia da cana-de-açúcar
Fases do crescimento
maturação florescimento
crescimento
colmosbrotação perfilhamento
Fatores de interferência climático:
a)deficiência hídrica: impede o perfilhamento
b)Excesso água: diminui o perfilhamento
c) Radiação solar: intensa favorece o transporte de auxinas (hormônios crescimento) até a base do perfilho, favorece novas brotações
d) Temperatura: entre 20 a 35ºC favorecem o perfilhamentoFase que ocorre até 90 – 120
dias após o plantio ou colheita
Fisiologia da cana-de-açúcar
Fases do crescimento
maturação florescimento
crescimento
colmosbrotação perfilhamento
Fatores de interferência fitotécnica:
a) nutrição mineral: canavial nutridos com N (principalmente) tem o perfilhamento favorecido
b) interferência plantas daninhas: competição por nutrientes
impacta negativamente o perfilhamento
c) espaçamento: redução de espaçamento entre linhas reduz o perfilhamento
d) pragas: matam perfilhos,l particularmente os mais desenvolvidos. Com isso, mais perfilhos podem ser emitidos
Fase que ocorre até 90 – 120
dias após o plantio ou colheita
Fisiologia da cana-de-açúcar
Fases do crescimento
maturação florescimento
crescimento
colmosbrotação perfilhamento
Fatores de interferência climática:
a) luz solar: > radiação as folhas são largas e verdes e os colmos grossos; < radiação as folhas são estreitas e verde-amarelada e os colmos finos.
b) comprimento de luz: 10 a 14h há > comprimento colmos e 6 a 8h < comprimento.
c)Temperatura: 25 a 34ºC ótimo, sendo lento fora da fx.
Fatores de interferência fitotécnica:
a) acamamento por vento, deficiência de K e N
Fisiologia da cana-de-açúcar
Fases do crescimento
maturação
florescimento
crescimento
colmosbrotação perfilhamento
Fisiologia da cana-de-açúcar
Fases do crescimento
florescimento
Fisiologia da cana-de-açúcar
Fases do crescimento
florescimento
Fosforilação aciclica
é-
é-
é-
Feo
Feo
Complexo Citocromo
b6-f
é-
O2 + é-
O2 + é-
P680
Luz
H2O H2O
H2O
clorofila clorofila
clorofila
O2 + é-
QA
QB
PC clorofila
clorofila
Ao
Feo A1
FeS
x
FeSb
é-
FeSa
Feo Fd
Fp
NADPH
NADP
clorofila
HERBICIDAS
P700
Luz
Ciclo de Calvin
Fotossistema II (FSII) Fotossistema I (FSI)
Membranas do Tilacóide Estroma
me
só
fil
o
feix
e v
ascu
lar
PEP-
fosfoenolviruvato
(molécula 3C)
CO2+
PEP
carboxilase
(enzima)
ác. oxaloacético
(molécula 4C)
ASP- ác. aspártico
(molécula 4C)MAL- ác. málico
(molécula 4C)
NADPH
NADP
NADPH
NADP
TR
AN
SL
OC
AÇ
ÃO
DE
CO
2
Células do mesófilo
ASP + MAL – translocados para as células da bainhaC
AR
BO
XIL
AÇ
Ã
O
ALA + PIR – translocados das células da bainha
alanina
ALA
piruvato
PIR
2 A 3ATP
ADP
PEP
(molécula
3C)
PEP
(molécula
3C)
2 A 3
ATPADP
RE
GE
NE
RA
ÇÃ
O D
O
PE
P
Células bainha
ASP- ác. aspártico
(molécula 4C)MAL- ác. oxaloacético
(molécula 4C)
alanina
ALApiruvato
PIR
CO2 CO2
CO2
(MAL)
CO2
(ASP)
me
só
fil
o
feix
e v
ascula
r
Células da bainha – Ciclo de Calvin
(RuBP, 5C)
ribulose 1, 5-bifosfato
(molécula 5C)
CO2+
RUBISCO- Ribulose bi fosfato
carboxilase
(enzima)
PGA
ác. fosfoglicérico
(molécula 3C)
AT
PAD
P1,3-DPGA
ác. 1,3- difosfoglicérico
PGAL
ác. gliceraldeído 3P
NADPH
NAD
P
AT
PAD
PRibulose – 5P
(RUDP)
Ribulose 1,5 bifosfato
NADPH
NAD
P
formar glicose,
frutose R
ED
UÇ
ÃO
OU
PR
OD
UÇ
ÃO
CO
MP
OS
TO
SC
AR
BO
XIL
AÇ
ÃO
OU
FIX
AÇ
ÃO
CA
RB
ON
O
RE
GE
NE
RA
ÇÃ
O
OU
FO
RM
AÇ
ÃO
Ru
DP
SA
ISA
I
SA
I
SA
I
SA
I
SA
I
SA
I
SA
INI
NI
NI
NI
NI
NI
xilema floema
IAs IAs IAs
IAs IAs IAs
IAs IAs IAs
IAs IAi IAi
IAs IAs IAs
IAi IAi IAi
IN
IAs IAi IAi
IAi IAi IAi
IN IN IN
IAi IAi IAi
IAi IAi IAi
IN IN IN IN
IAs IAs IAs
IAi IAi IAi
IN
Enzimas: invertase ácida e invertase
neutra
Fisiologia da cana-de-açúcar
Fases do crescimento
maturação florescimentocrescimento
colmosbrotação perfilhamento
crescimento(primavera / verão)
maturação e colheita
(outono / inverno)
senescência(primavera / verão)
set /out nov/dez jan/fev mar/abr mai/jun jul/ago set/out nov/dez jan/fev
AZANIA & AZANIA
crescimento(primavera / verão)
crescimento(primavera / verão)
maturação e colheita
(outono / inverno)
senescência(primavera / verão)senescência(primavera / verão)
set /out nov/dez jan/fev mar/abr mai/jun jul/ago set/out nov/dez jan/fev
AZANIA & AZANIA
INDUÇÃO FLORESCIMENTO
Hormônios em diferentes concentrações
Auxinas
Giberelinas
Citocininas
Etileno
Ácido abscísico
O florescimento
depende do
balaço hormonal,
cuja produção e
concentração são
estimulados por
fatores externos
INDUÇÃO FLORESCIMENTO
crescimento(primavera / verão)
maturação e colheita
(outono / inverno)
senescência(primavera / verão)
set /out nov/dez jan/fev mar/abr mai/jun jul/ago set/out nov/dez jan/fev
AZANIA & AZANIA
crescimento(primavera / verão)
crescimento(primavera / verão)
maturação e colheita
(outono / inverno)
senescência(primavera / verão)senescência(primavera / verão)
set /out nov/dez jan/fev mar/abr mai/jun jul/ago set/out nov/dez jan/fev
AZANIA & AZANIA
A cana-de-açúcar para ser induzida ao
florescimento precisa:
•Fotoperíodo com 11:30 horas de escuro
•Umidade no solo
•Temperaturas mínimas de 18°C
•Colmos adultos
Fevereiro período mais propício
(18 a 21 dias)
POR QUÊ?
INDUÇÃO FLORESCIMENTO
xfitocromos
Os fitocromos “lêem” as informações
contidas na luz e “interpreta” para a
célula, que passam a produzir os
hormônios necessários e na
concentração necessária a cada
fase de crescimento.
No caso , a fase é o florescimento!
crescimento(primavera / verão)
maturação e colheita
(outono / inverno)
senescência(primavera / verão)
set /out nov/dez jan/fev mar/abr mai/jun jul/ago set/out nov/dez jan/fev
AZANIA & AZANIA
crescimento(primavera / verão)
crescimento(primavera / verão)
maturação e colheita
(outono / inverno)
senescência(primavera / verão)senescência(primavera / verão)
set /out nov/dez jan/fev mar/abr mai/jun jul/ago set/out nov/dez jan/fev
AZANIA & AZANIA
INDUÇÃO FLORESCIMENTO
Fitocromos (FV) e Fitocromos (Fve)
> qt de Fve porque qdo o FV absorve luz se
transforma em Fve.
na ausência de luz o Fve reverte novamente em FV
Para indução ao florescimento a
planta precisa ter < qt de Fve.
Qdo as noites são longas (dias
curtos) a qt de FV é maior, então,
o estímulo ao florescimento
ocorre, desde que o solo tenha
umidade, as temperaturas
sejam > 18°C e as canas entre 9
a 10 meses.
crescimento(primavera / verão)
maturação e colheita
(outono / inverno)
senescência(primavera / verão)
set /out nov/dez jan/fev mar/abr mai/jun jul/ago set/out nov/dez jan/fev
AZANIA & AZANIA
crescimento(primavera / verão)
crescimento(primavera / verão)
maturação e colheita
(outono / inverno)
senescência(primavera / verão)senescência(primavera / verão)
set /out nov/dez jan/fev mar/abr mai/jun jul/ago set/out nov/dez jan/fev
AZANIA & AZANIA
INDUÇÃO FLORESCIMENTOA 2ª semana de fevereiro é o período mais
provável de ocorrência ao estímulo a
floração!
POR QUÊ?
Junho
23/06
dezembro
21/12Junho
23/06
> n° horas de luz
> Fve –não indução
floresci/o
> n° horas de escuro
< Fve –
indução floresci/o
11:30 horas -
fevereiro
crescimento(primavera / verão)
maturação e colheita
(outono / inverno)
senescência(primavera / verão)
set /out nov/dez jan/fev mar/abr mai/jun jul/ago set/out nov/dez jan/fev
AZANIA & AZANIA
crescimento(primavera / verão)
crescimento(primavera / verão)
maturação e colheita
(outono / inverno)
senescência(primavera / verão)senescência(primavera / verão)
set /out nov/dez jan/fev mar/abr mai/jun jul/ago set/out nov/dez jan/fev
AZANIA & AZANIA
crescimento(primavera / verão)
maturação e colheita
(outono / inverno)
senescência(primavera / verão)
set /out nov/dez jan/fev mar/abr mai/jun jul/ago set/out nov/dez jan/fev
AZANIA & AZANIA
crescimento(primavera / verão)
crescimento(primavera / verão)
maturação e colheita
(outono / inverno)
senescência(primavera / verão)senescência(primavera / verão)
set /out nov/dez jan/fev mar/abr mai/jun jul/ago set/out nov/dez jan/fev
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crescimento(primavera / verão)
maturação e colheita
(outono / inverno)
senescência(primavera / verão)
set /out nov/dez jan/fev mar/abr mai/jun jul/ago set/out nov/dez jan/fev
AZANIA & AZANIA
crescimento(primavera / verão)
crescimento(primavera / verão)
maturação e colheita
(outono / inverno)
senescência(primavera / verão)senescência(primavera / verão)
set /out nov/dez jan/fev mar/abr mai/jun jul/ago set/out nov/dez jan/fev
AZANIA & AZANIA
FORMAÇÃO DE PANÍCULAS
04 a 05 semanas
FORMAÇÃO DE PANÍCULAS
EMISSÃO DE PANÍCULAS
crescimento(primavera / verão)
maturação e colheita
(outono / inverno)
senescência(primavera / verão)
set /out nov/dez jan/fev mar/abr mai/jun jul/ago set/out nov/dez jan/fev
AZANIA & AZANIA
crescimento(primavera / verão)
crescimento(primavera / verão)
maturação e colheita
(outono / inverno)
senescência(primavera / verão)senescência(primavera / verão)
set /out nov/dez jan/fev mar/abr mai/jun jul/ago set/out nov/dez jan/fev
AZANIA & AZANIA
03 a 04 semanas