Aspectos de Função em

Plantas Forrageiras

FISIOLOGIA DA PRODUÇÃO

E O MANEJO DE PASTAGENS

LZT 520 Plantas Forrageiras e Pastagens

Princípios da produção e perenidade das plantas forrageiras

VIGOR DE REBROTA

Área foliar Meristemas Reservas

orgânicas

Já vimos FORMA

(morfologia, ou como a planta é)

FUNÇÃO

(fisiologia, ou como a planta funciona)

ATMOSFERA ESPAÇO

INTER-CELULAR CÉLULA FOTOSSINTÉTICA

(MESÓFILO)

CO2

CO2

estômato

aberto

CO2

Ribulose

1,5-bisfosfato

(RuBP)

Ácido 3-fosfo

glicérico

(PGA)

3 carbonos

CARBOIDRATO

ATP

NADPH

RuBP

carboxilase

ATP

Ciclo

de

Calvin

epiderme

ATMOSFERA ESPAÇO

INTER-CELULAR CÉLULA FOTOSSINTÉTICA

(MESÓFILO)

O2

O2

estômato

aberto

O2

Ribulose

1,5-bisfosfato

(RuBP)

Glicolato

RuBP

carboxilase-

oxigenase RUBISCO

epiderme

CARBOIDRATO ? X

Ciclo do Glicolato na célula

CLOROPLASTO

Ciclo

de

Calvin

O2

GLICOLATO GLICOLATO

GLICINA

PEROXISSOMO

GLICINA

SERINA

CO2

MITOCÔNDRIA

FOTO-RESPIRAÇÃO

ATMOSFERA ESPAÇO

INTER-CELULAR

CÉLULA DO MESÓFILO

CÉLULA DA BAINHA VASCULAR

célula fotossintética

CO2

estômato

aberto

CO2 CO2

Fosfoenol

piruvato

(PEP)

Ácido oxalo-acético

(OAA)

4 carbonos

PEP

carboxilase

Malato

Aspartato

ATP

+

NADPH

M ou A

CO2 RuBP

Rubisco

Ciclo

de

Calvin

CARBOIDRATO

Parâmetros metabólicos, fisiológicos, e agronômicos de espécies C3 e C4

Parâmetro C3 C4

1. Foto-respiração 25-30% da fotossíntese Ausente

2. Primeiro produto estável 3- PGA OAA

3. Ponto de compensação CO2 Alto (50-150 ppm) Baixo (menor que 10 ppm)

4. Anatomia foliar Bainha vascular

ausente ou rudimentar

Bainha vascular

funcional

5. Enzima 1ária de

carboxilação

Rubisco

(Km = 20 micromol CO2)

PEP-carboxilase

(Km = 5 micromol CO2)

6. Efeito do O2 sobre

fotossíntese inibição nenhum

Parâmetros metabólicos, fisiológicos, e agronômicos de espécies C3 e C4

Parâmetro C3 C4

7. Relação CO2 : ATP : NADPH 1 : 3 : 2 1 : 5 : 2

8. Resposta à luz Saturação a ~ 65%

da luz solar máxima

9. Temp. ótima para

fotossíntese ~ 25 oC

10. Taxa de fotossíntese

líquida sob saturação de luz

11. Consumo de H2O

para prod. MS

12. Concentração de N na folha

para fotossíntese ótima 4 – 6% peso seco

Não satura em

condições naturais

~ 35 oC

15 - 35 mg CO2

por dm2 por h

40 - 80 mg CO2

por dm2 por h

450 – 1000 g H2O

por g MS

250 – 350 g H2O

por g MS

2 – 4% peso seco

Anatomia C3

Anatomia C4

Uso de fotoassimilados

1) Carregamento do floema (simplástico)

- A sacarose sintetizada pela fotossíntese migra das células do mesófilo para a

vizinhança dos tubos crivados (TC, que são as células do floema) nas

nervuras terminais das folhas, passando pelas células companheiras (CC).

1) Carregamento do floema (apoplástico)

Os açúcares presentes no espaço intercelular e na parede celular

(apoplasto) devem ser transportados ativamente (com gasto de

ATP) para atravessarem a membrana citoplasmática e entrarem no

complexo CC-TC.

Bomba de prótons e gasto de ATP no carregamento apoplástico

Carregamento do floema e a translocação

co

rre

nte

tra

ns

pir

ató

ria Ψ

Ψ

sentido da translocação depende da

FORÇA-DRENO (tamanho x atividade)

Fluxo de pressão é gerado pelo gradiente de potencial de pressão Ψp

Ψp é alto na fonte e baixo no dreno

Carregamento de sacarose no TC abaixa o po- tencial osmótico Ψs e o potencial

hídrico ΨH

Isso leva à entrada de água vinda do xilema fazendo aumentar Ψp

O descarregamento no dreno leva ao processo inverso provocando a diminuição de Ψp

Teoria do fluxo de pressão para o transporte no floema

Tipicamente...

Folhas (expandidas e fotossinteticamente ativas)

são FONTES de fotoasssimilados. Raízes são DRENOS.

Mas pode acontecer...

Folhas (em expansão) serem DRENOS e raízes serem

FONTES de fotoasssimilados se estes estiverem sendo

mobilizados a partir de reservas previamente

armazenadasapós uma desfolhação para suprir energia.

Respiração: manutenção vs. crescimento

RESPIRAÇÃO DE MANUTENÇÃO

É aquela que fornece energia (ATP) para os processos

que não resultam em aumento da massa seca

(crescimento), tais como o transporte de moléculas

orgânicas, manutenção das estruturas de membranas e

troca de solutos.

RESPIRAÇÃO DE CRESCIMENTO

É aquela que inclui:

I) O carbono realmente incorporado (produção de

esqueletos de carbono para a formação de parede

celular, macromoléculas, etc.), e

II) O carbono respirado para produzir energia sob a forma

de ATP e poder redutor (NADH, NADPH e FADH2),

necessários para as reações de biossíntese e para o

crescimento.

Fotossíntese (menos fotorrespiração)

SUCROSE

Armazenado Frutana (C3)

Amido (C4)

Respiração de

manutenção CRESCIMENTO

folhas

colmos

raízes

sementes Respiração de

crescimento

- Fisiologia interage com morfologia e ambiente

Alfafa e gramíneas cespitosas de porte alto (baixa área foliar após

qualquer desfolhação:

- papel dos carboidratos de reserva (mobilização)

O que importa?

Gramíneas porte baixo e rasteiro (sempre "alguma" área foliar

após a maioria das desfolhações:

- papel da área foliar residual para interceptação de

luz e fotossíntese imediatamente após o pastejo

Área foliar residual = quantidade de “verde”

ALTA

Luz incidente é interceptada completamente

Acúmulo de MS é retomado de imediato via fotossíntese

Pouca chance de competição para as invasoras

BAIXA

Uso incompleto da luz incidente

Baixo potencial fotossintético imediatamente após a desfolhação

Invasoras têm melhor oportunidade

- Manejo deve idealmente:

- Respeitar a fisiologia e a morfologia da planta

- Ser baseado no conhecimento dos limites da

espécie ou cultivar, conhecendo-se o potencial

de manipulação de fatores de meio.

- Procurar explorar o recurso forrageiro como a base

de uma pecuária eficiente e sustentável dos pontos

de vista biológico, ecológico e econômico.