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
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(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...
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