5 botânica e morfologia da cana

UNIVERSIDADE FEDERAL DA PARAÍBA

CENTRO DE TECNOLOGIA E DESENVOLVIMENTO REGIONAL

CURSO DE TECNOLOGIA EM PRODUÇÃO SUCROALCOOLEIRA

CULTIVO DA CANA-DE-AÇÚCAR:

CLASSIFICAÇÃO BOTÂNICA E ANATOMIA

DA CANA-DE-AÇÚCAR

PROF. MARCELO LEITE

A cana-de-açúcar é uma planta perene

pertencente ao gênero Saccharum, da

família Poaceae, tribo Andropogoneae,

representada também pelo milho, sorgo e

arroz.

Classificação da cana-de-açúcar

Especificação Engler (1887) Cronquist (1981) Termi-nação

Divisão (Filo) Angiospermae Magnoliophyta phyta

Classe Monocotyledoneae Liliopsida opsida

Ordem Glumiflorae Cyperales ales

Família Gramineae Poaceae aceae

Tribo Andropogoneae Andropogoneae eae

Subtribo Saccharininae Saccharininae inae

Gênero Saccharum Saccharum

Espécie Saccharum officinarum Saccharum officinarum

S. barberi S. barberi

S. robustum S. robustum

S. spontaneum S. spontaneum

S. sinensis S. sinensis

S. eduli S. eduli

Classificação da cana-de-açúcar

Tabela 1. Classificação taxonômica antiga e atual da cana-de-açúcar.

As principais características dessa família

são a forma da inflorescência (panícula), o

crescimento do caule em colmos, as folhas

invaginantes que apresentam lâminas

(limbo) com bordos serrilhados e as raízes

fasciculadas.

Classificação da cana-de-açúcar

COLMO

Há pelo menos seis espécies do gênero,

sendo a cana-de-açúcar cultivada

atualmente um híbrido multiespecífico.

Classificação da cana-de-açúcar

Híbrido: é uma variedade ou cultivar

formado a partir do cruzamento sexual

entre diferentes espécies afins.

Espécie A + Espécie B = híbrido C

Classificação da cana-de-açúcar

Os híbridos atuais recebem uma

nomenclatura específica que informa a

instituição responsável pelo cruzamento e

seleção, o ano do cruzamento e o número

específico do clone.

Exemplo: IAC91-5155 / RB92579

Classificação da cana-de-açúcar

Algumas das principais siglas do Brasil:

CB – Campos;

IAC – Instituto Agronômico de Campinas;

RB – República Brasil (Planalsucar/Ridesa);

SP – São Paulo (Copersucar);

CTC – Centro de Tecnologia Canavieira;

PO – Pedro Ometto (Usina da Barra);

PB – Pernambuco.

Classificação da cana-de-açúcar

É uma cultura que produz, em curto

período, um alto rendimento de matéria

verde, energia e fibras, sendo considerada

uma das plantas com maior eficiência

fotossintética.

Classificação da cana-de-açúcar

Botânica da cana-de-açúcar

Seu centro de diversidade é a Nova Guiné e

o centro de origem é desconhecido.

Botânica da cana-de-açúcar

Centro de origem: Locais onde existe a

maior diversidade genética de uma

determinada espécie e de disseminação

desta variabilidade.

Botânica da cana-de-açúcar

Centro de diversidade: Difere do C.O. pelo

número de subespécies dentro dos limites

de espécies separadas.

Botânica da cana-de-açúcar

Conhecer o centro de origem e de

diversidade de uma planta de interesse

agrícola é fundamental, pois lá

encontraremos fontes de variação genética

imprescindíveis para serem usadas em

programas de melhoramento vegetal.

A importância do melhoramento:

A cana-de-açúcar tem pouca resistência a

doenças e alta exigência em solo e clima.

Botânica da cana-de-açúcar

A alta suscetibilidade dessa espécie a

diversas doenças, em especial ao mosaico,

levou os países produtores a iniciar

programas de melhoramento através da

hibridação entre diferentes espécies do

gênero Saccharum.

Botânica da cana-de-açúcar

As canas cultivadas atualmente são

consideradas um híbrido das seguintes

espécies:

Botânica da cana-de-açúcar

Saccharum officinarum

S. barberi

S. robustum

S. spontaneum

S. sinensis

S. eduli

Portanto, a terminologia taxonômica atual

dos cultivares de cana é Saccharum spp., já

que não se cultiva comercialmente canas

que não sejam frutos de melhoramento

(híbridas).Nota: spp. é o plural de sp., que é uma abreviação para

espécie, nos casos em que esta não pode ser determinada.

Botânica da cana-de-açúcar

Saccharum spontaneum é uma espécie que

tem dado boa contribuição ao

melhoramento com suas características de

vigor, perfilhamento, capacidade de rebrota

e resistência a doenças e pragas.

Botânica da cana-de-açúcar

São plantas de porte menor, colmos curtos

e finos, fibrosos e praticamente sem açúcar.

Apresenta sistema radicular bem

desenvolvido e perfilhamento abundante.

Botânica da cana-de-açúcar

Saccharum robustum tem pouca

participação nos híbridos atuais, exceto nos

havaianos.

As plantas apresentam porte alto, colmos

fibrosos e são muito pobres em sacarose.

Botânica da cana-de-açúcar

Botânica da cana-de-açúcar

Saccharum sinensis apresenta colmos finos

e fibrosos, ocasionalmente ricos em

sacarose.

Sistema radicular desenvolvido suportando

estresse hídrico.

Botânica da cana-de-açúcar

Saccharum barberi apresenta porte médio,

colmos finos e fibrosos e são pobres em

sacarose. São rústicas e pouco exigentes

em solo, suscetíveis ao mosaico e

tolerantes ao frio.

Perfilhamento

Ao discutir aspectos botânicos de cada

órgão da planta, é necessário enfatizar que

a cana-de-açúcar é uma planta que perfilha.

Essa característica influencia todo o manejo

da cultura.

Gema

Zona radicularPrimórdio

da raiz

Perfilhamento Cada perfilho comporta-se como uma

planta independente e autônoma, pois tem

órgãos próprios como raízes, folhas e frutos.

Contudo, aqueles perfilhos que compõem a

touceira continuam tendo ligações entre si

e podem eventualmente trocar alguns

nutrientes e água.

Perfilhamento

O perfilhamento é afetado por vários fatores

como luz, temperatura, umidade do solo e

nutrientes.

Perfilhamento

A extensão do perfilhamento e a

sobrevivência dos perfilhos até a

maturidade são características varietais,

porém é influenciada pelo clima, solo e

condições nutricionais.

Perfilhamento

As gemas plantadas irão gerar os perfilhos

primários, cujas gemas poderão gerar os

perfilhos secundários e suas gemas os

terciários e assim sucessivamente.

Parte aérea

A fase de perfilhamento em grande parte

determina a produtividade da cultura, mas

nem todos os perfilhos sobrevivem.

Colmos

Os colmos apresentam formato cilíndrico

sendo compostos por NÓS e ENTRENÓS.

Eles podem ser definidos como a porção

acima do solo, que sustenta as folhas e a

inflorescência.

Colmos O colmo de cana é formado pelo:

NÓ, região onde se insere a bainha da

folha;

ZONA RADICULAR, que inclui a gema e

vários primórdios radiculares;

ANEL DE CRESCIMENTO, região com

células que permitem o alongamento

do entrenó;

Zona cerosa e Entrenó.

Colmos

Além dessas estruturas, há a chamada

cicatriz da bainha.

As folhas mais velhas se tornam menos ativas

e morrem com o tempo, desprendendo-se do

colmo e deixando uma cicatriz.

Colmos

O formato e a cor do colmo é uma

característica fenotípica importante e muito

útil na descrição e identificação de cada

variedade.

Detalhe:Gemas opostas

no colmo

Colmos

As gemas (localizadas em cada nó) são

dispostas nos colmos alternadamente e

protegidas pela bainha da folha, que é

presa firmemente ao internó.

As gemas apresentam diversos formatos.

Tipos de gemas:

Colmos

IACSP93-2060

Redonda

IAC91-1099

Retangular

IACSP95-3028

Triangular

IACSP95-5000

Oval

Colmos Camadas de células lignificadas formam a

casca, cuja função é proteger os tecidos

internos.

Internamente ao colmo são observados os

feixes vasculares (análise tecnológica:

“fibras”). Eles são praticamente paralelos

ao longo dos internós, mas se embaraçam

nos nós.

Colmos

Esse “embaraçamento” permite diversas

ramificações necessárias para dirigirem-se

às bainhas e folhas da planta.

São os canais de transporte de água e

nutrientes entre o sistema radicular e todas

as demais partes da planta (xilema e

floema).

Colmos O tecido mais macio envolvendo os feixes é

formado pelas células que armazenam o

caldo contendo açúcar.

Assim, o colmo é a parte mais importante

economicamente da planta, pois é dele que

se obtém o produto a ser extraído na

indústria.

Colmos O teor de fibras dos colmos varia durante a

safra de 9 a 20%, entre as variedades mais

macias e usadas na alimentação animal e

aquelas mais duras e finas, geralmente

mais rústicas e resistentes a determinadas

condições de cultivo.

Colmos

Vários fatores afetam o crescimento dos

colmos, sendo água, nutrição, temperatura,

luz e área foliar os mais importantes.

Folhas

As folhas são responsáveis pela interação

da PLANTA com a ATMOSFERA, trocando

gases e vapor d’água através dos

estômatos que abrem e fecham em função

da TURGIDEZ das CÉLULAS-GUARDA.

Folhas

Nas células-guarda estão os cloroplastos,

onde é realizada a FOTOSSÍNTESE

incorporando o carbono atmosférico e

transformando-o em carboidratos de alto

valor energético.

Folhas As folhas, assim como as gemas, são

alternadas, opostas e presas aos nós dos

colmos. Elas podem ser divididas em duas

partes;

Superior: conhecida como LÂMINA.

Inferior: envolvendo o colmo e

chamada de BAINHA.

FolhasLÂMINA:

Estrutura alongada e relativamente plana,

de comprimento variável na fase adulta entre

0,5 a 1,5 m, com largura de 2,5 a 10 cm

(dependendo da variedade).

É sustentada por uma nervura central que

se estende por todo o seu comprimento.

Folhas

LÂMINA:

Costuma ter bordos serrilhados (corpos

silicosos) e algumas variedades apresentam

pêlos finos chamados joçal, no dorso das

bainhas, dificultando o manuseio.

FolhasLÂMINA:

As folhas podem ser numeradas de acordo

com o “sistema Kuijiper”, que serve para

padronizar os estudos de crescimento,

nutrição, e diagnose foliar.

FolhasLÂMINA:

Nesse sistema, a folha que apresenta a

primeira aurícula visível (Top Visiable Dewlap,

TVD) no topo da planta onde se localizam as

folhas novas, recebe a denominação de folha

+1.

FolhasLÂMINA:

Esta folha representa a primeira folha

completamente desenvolvida do ponto de

vista fisiológico e totalmente desenrolada

anatomicamente.

FolhasLÂMINA:

As folhas mais velhas e secas assim como os

seus nós, recebem numeração crescente, ou

seja, +2, +3, etc, e as mais novas, em

direção ao ponteiro e gema apical, recebem a

numeração 0, -1, -2, etc.

Folhas

Inflorescência

O florescimento da cana é indesejável para o

manejo da cultura nos campos comerciais,

devido ao consumo de energia com perdas

no teor de sacarose e alterações na

qualidade de matéria-prima industrial.

Inflorescência

O florescimento, contudo, é altamente

interessante para os programas de

melhoramento.

Inflorescência

Assim, ele pode ser induzido ou inibido

através de variações nas épocas de plantio e

corte, localização das áreas de cultivo, uso de

maturadores ou inibidores do florescimento,

irrigação, adubação, manejo artificial do

fotoperíodo etc.

Inflorescência

Para o florescimento, são necessárias

algumas condições específicas de

fotoperíodo, temperatura e umidade.

InflorescênciaO tipo de inflorescência é de panícula ou

flecha, e a flor é hermafrodita com um óvulo.

Os pistilos têm a terminação com estigmas

roxas ou vermelhas, caracterizando o aspecto

PLUMOSO da panícula.

O androceu é constituído por 3 estames

sustentando uma antera cada um.

Inflorescência

O grão de pólen é muito pequeno com uma

meia-vida de somente 12 minutos após a

dispersão pelo vento.

Depois de 35 minutos nenhum grão de

pólen é mais viável.

Inflorescência

A semente é na verdade um fruto cariopse,

elíptico, com cerca de 1,5 mm de

comprimento por 0,5 de diâmetro

transversal.

Inflorescência

O florescimento está ligado ao fenômeno da

isoporização ou chochamento dos entrenós e

é altamente prejudicial ao uso industrial da

cana pois reduz drasticamente a eficiência da

extração de sacarose.

Inflorescência

A isoporização ocorre quando há uma

desidratação dos tecidos do colmo em

virtude do transporte de caldo e açúcares do

colmo em direção às panículas.

Ao perder água o colmo adquire, de forma

gradativa, coloração branca.

Sistema Radicular

As raízes têm função principal de

sustentação, além de absorver água e

nutrientes.

Camadas de células

que formam a capa

protetora ou coifa.

Ponto de crescimento.

Secção longitudinal do ápice da raiz.

Sistema Radicular

O sistema radicular da cana planta explora

mais intensamente as camadas superficiais,

se comparado a cana soca, que apresenta

um incremento na exploração de

subsuperfície.

Sistema Radicular

Sistema RadicularEmbora a cana planta apresente menos raízes

que as soqueiras, sua eficiência de abasorção

por unidade de superfície é maior, pois

apresenta um conjunto de raízes mais novas e

tenras que as soqueiras, que têm uma

proporção maior de raízes velhas e

lignificadas.