Anatomical and physiological responses of coffee plants grown under different levels of nitrogen and irradiance / Respostas anatômicas e fisiológicas de plantas de café cultivadas em diferentes níveis de nitrogênio e irradiância

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DATA DE PUBLICAÇÃO

2008

RESUMO

Dois experimentos foram conduzidos separadamente e analisados como tal, a fim de investigarem-se os efeitos da irradiância e da nutrição diferencial de nitrogênio sobre (i) as respostas alométricas e morfológicas e (ii) os mecanismos de fotoproteção em plantas de café, sob condições de inverno. Procurou-se, ainda, avaliar os atuais modelos alométricos usados para a estimativa da área foliar do cafeeiro e propor um novo modelo usando medições não-destrutivas do limbo foliar nas duas espécies de cafeeiros mais cultivados no mundo (Coffea arabica e C. canephora). No primeiro experimento, plantas de C. arabica cv Catuaí Vermelho IAC 44 foram cultivadas em vasos de 12 L, a pleno sol ou sob redução de 50% da irradiância; para cada tratamento de luz, três níveis de nitrogênio (0, 16 e 23 mM, respectivamente níveis deficiente, adequado e em excesso) foram aplicados. A deficiência de N causou uma redução marcante no acúmulo de biomassa, independentemente do ambiente lumínico. Em todo o caso, as mudas cultivadas a pleno sol acumularam mais biomassa que as plantas sombreadas, um forte indício de que as taxas fotossintéticas líquidas foram maiores nas primeiras. A disponibilidade de luz, mas não de nitrogênio, promoveu alterações na morfologia da epiderme: um aumento da expansão foliar, nas plantas sombreadas, resultou em diminuição da densidade estomática de forma mais expressiva que a redução observada no índice estomático. Essas alterações foram independentes de qualquer alteração nas dimensões do estômato, porém dependentes de alterações na área média das células ordinárias da epiderme. No segundo experimento, as plantas foram cultivadas de modo semelhante ao primeiro experimento, porém em apenas dois níveis de nitrogênio (0 e 23 mM). As baixas temperaturas noturnas, combinadas às altas irradiâncias, especialmente nas plantas cultivadas a pleno sol, afetaram significativamente a assimilação líquida de carbono, devido, principalmente, às limitações difusivas. As plantas sombreadas exibiram taxas fotossintéticas significativamente maiores em relação às das plantas cultivadas a pleno sol. Em contraste, a capacidade fotossintética potencial foi maior nas últimas, bem como nas plantas +N. Isso sugere que os efeitos positivos da nutrição nitrogenada sobre a fotossíntese, in situ, pode ter sido aparentemente atenuados pelas resistências difusivas impostas, presumivelmente, pelas baixas temperaturas noturnas. As plantas N apresentaram menor concentração de clorofilas, especialmente nas plantas cultivadas a pleno sol. Nessas plantas, uma menor concentração de carotenóides, em base de massa, e a menor atividade da peroxidase do ascorbato foram circunstancialmente associadas ao acúmulo de H2O2, que pode ter acarretado danos às membranas cloroplastídicas. Por outro lado, as plantas +N apresentaram maiores concentrações de clorofilas e carotenóides, fato que possivelmente contribuiu para a elevação da fração da energia luminosa usada na fotoquímica e uma diminuição da fração dissipada termicamente, particularmente nas plantas cultivadas à sombra. Nas plantas cultivadas a pleno sol, a atividade da catalase e da sintetase da glutamina (em decorrência da fotoinibição), são evidências circunstanciais de maior atividade fotorrespiratória das plantas cultivadas a pleno sol. Em todo o caso, a aclimatação da maquinaria fotossintética a condições de pleno sol foi fortemente dependente da disponibilidade de nitrogênio. No terceiro experimento, mostrou-se que as atuais metodologias de estimação da área foliar do cafeeiro, em geral, levam a uma subestimação da área foliar real. Desenvolveu-se um modelo potencial (Y = β0Xβ1), baseado nas duas dimensões do limbo [Área foliar = 0,6626 x (Comprimento x Largura), 0116]; R2 = 0,996) com alta precisão acurácia, dispersão normal dos resíduos e ausência de viés, independentemente da cultivar, do tamanho e da forma da folha . O comprimento apenas (nas não a largura) pode ser utilizado, com boa acurácia, para a predição da área foliar, porém às expensas de uma ligeira perda de precisão, principalmente nas folhas com razão comprimento/largura menor que 2,0 ou maior que 3,0 (8% das folhas amostradas).

ASSUNTO(S)

irradiance fotoproteção coffea arabica coffea arabica photoprotection irradiância nitrogen nitrogênio ecofisiologia vegetal

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