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Fatores que dificultam ou impendem o desenvolvimento de plantas .
 

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    Fatores que dificultam ou impendem o desenvolvimento de plantas . Fatores que dificultam ou impendem o desenvolvimento de plantas . Presentation Transcript

    • Fatores que afetam o desenvolvimento das plantas
    • Principais fatores ambientais que afetam o crescimento vegetal • Luz • Temperatura – Alta – Baixa • Disponibilidade de água • Salinidade • Gases – Oxigênio – Gás carbônico
    • 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
    • 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)
    • 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.
    • 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)
    • 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
    • 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
    • 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
    • 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
    • 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
    • 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.
    • 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
    • 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.
    • 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
    • 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
    • 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
    • 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
    • Disponibilidade de água
    • 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
    • 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
    • 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
    • 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
    • Fator solo
    • Fatores do solo Material de origem Estrutura Textura Temperatura pH Matéria orgânica Atividade microbiana Capacidade de troca de cátions Sistemas de manejo
    • Fertilidade do Solo
    • Importância da Fertilidade do Solo
    • Importância dos fertilizantes
    • 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.
    • Resumo “Todo solo produtivo é fértil, mas nem todo solo fértil é produtivo”
    • 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)
    • “A produção das culturas é limitada pelo nutriente mineral menos disponível às plantas”
    • Fatores do solo (químicos) Mineralogia Reação do solo (pH) Disponibilidade de nutrientes Elementos tóxicos Matéria orgânica Salinidade
    • 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
    • Fatores do solo (biológicos) Atividade microbiana Relações simbióticas Atividade enzimática
    • 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.
    • 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
    • Compactação
    • Reflexão É importante usar corretamente as técnicas de preparo do terreno, para evitar a progressiva degradação física, química e biológica do solo
    • Fim