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FISIOLOGIA DE PLANTAS FORRAGEIRAS DIFERENÇAS ENTE PLANTAS C 3 E C 4 UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ PRÓ-REITORIA DE PESQUISA E PÓS-GRADUAÇÃO PROGRAMA DE.

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1 FISIOLOGIA DE PLANTAS FORRAGEIRAS DIFERENÇAS ENTE PLANTAS C 3 E C 4 UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ PRÓ-REITORIA DE PESQUISA E PÓS-GRADUAÇÃO PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ZOOTECNIA PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ZOOTECNIA UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ PRÓ-REITORIA DE PESQUISA E PÓS-GRADUAÇÃO PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ZOOTECNIA PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ZOOTECNIA Magno José Duarte Cândido Prof. Departamento de Zootecnia/UFC Magno José Duarte Cândido Prof. Departamento de Zootecnia/UFC Fortaleza, 02 de março de 2010

2 2 O ECOSSISTEMA DE PASTAGENS Figura - Representação simplificada dos componentes de um ecossistema de pastagens (Nabinger, 1997).

3 3 FOTOSSÍNTESE Importância: único processo bioquímico de redução de moléculas Fotossíntese CO2 + H2O + Energia luminosa [CH2O] + O2 Respiração (oxidação de carboidratos) 6[CH2O] + 6O2 6CO2 + 6H2O Respiração (oxidação de ácidos orgânicos) C6H8O7 + 4,5O2 6CO2 + 4H2O Respiração (oxidação de lipídios) C57H104O6 + 80O2 57CO2 + 52H2O ETAPAS BÁSICAS DA FOTOSSÍNTESE 1) Formação de substâncias orgânicas simples CO2 + H2O + Energia luminosa Açúcares, amido, lipídios 2) Substâncias orgânicas simples + minerais Substâncias complexas (proteínas, vitaminas etc.) 3) Essas substâncias são utilizadas: Renovação de raízes Reconstituição de folhas e colmos após a dormência Respiração durante a dormência Formação de gemas Rebrotação após remoção da parte aérea

4 4 FATORES QUE AFETAM A TAXA DE FOTOSSÍNTESE DA PLANTA Intensidade e qualidade da luz Radiação fotossinteticamente ativa (RFA) incidente: Regiões temperadas = 2000 mol/m2 s (pleno sol no verão) (Mckenzie et al., 1999) Região Tropical = 2500 mol/m2 s (pleno sol em Capinópolis-MG, novembro de 2000) Região Nordeste = 2580 mol/m2 s (pleno sol na época seca, Pentecoste, 2005) Teor de nutrientes do solo Manejado via fertilização Possibilidade do uso de plantas tolerantes Suprimento de água Temperatura Concentração de dióxido de carbono na atmosfera Eficiência fisiológica da planta C3, C4 e CAM Variações dentro de cada grupo Área foliar (quantidade e qualidade) Capacidade síntese de compostos orgânicos f(área foliar) Dilema: folhas novas mais consumidas Reservas orgânicas (espécies perenes) Sobrevivência durante a dormência Renovação quando das primeiras chuvas Início da rebrotação após o pastejo (tem que ser minimizada) Renovação após uma queima Proteção contra frio, calor e injúria por insetos

5 5 Figura - Estrutura foliar de uma planta C3 (acima) e de uma C4 (abaixo) (Bjorkman & Berry, 1973).

6 6 Figura - Rota fotossintética de planta do tipo C3 (Bjorkman & Berry, 1973).

7 7 Figura - As duas rotas metabólicas da RUBISCO: oxigenação e carboxilação (Buchanam et al., 2000). [CO 2 ] [O 2 ] [CO 2 ] [O 2 ]

8 8 Figura - Rota fotossintética de planta do tipo C4 (Bjorkman & Berry, 1973).

9 9 Figura – fotossíntese das plantas CAM (Buchanan et al. 2000)

10 10 Tabela - Algumas características fotossintéticas dos principais grupos de plantas

11 11 Figura 2 Immunolocalização de enzimas fotossintética em folhas de Borszczowia aralocaspica. Rubisco (a), PEP carboxilase(b), ampliação dos cloroplastos da região procimal no finalda célula mostrando a Rubisco(c), ampliação do citosol mostrando PEP carboxilase(d), piruvato, dikinase Pi (e) E NAD-málico enzima (f). Pontos vermelhos indicam que a enzima está presente. Cp, cloroplasto; ch, clorênquima célula; h, hipodérmica célula; n, núcleo; v, tecido vascular; w, células de armazenamento de água. Escala bares, 50 milímetros. a & c) Rubisco: Ciclo de Calvin b & d) Pep carboxilase: síntese do oxalacetato e)Piruvato, Pi dikinase: Formadora do Fosfoenolpiruvato (Pep) f) NAD-Me: NAD- enzima málica

12 12 Seção transversal de colmos jovens e maduros de gramínea e leguminosa (WILSON, 1993) CARACTERÍSTICAS ANATÔMICAS DAS FORRAGEIRAS Tipos de tecidos(cont.) jovemmaduro sorgo Stylosanthes scabra

13 13 CARACTERÍSTICAS ANATÔMICAS DAS FORRAGEIRAS Visão paradermal de células epidérmicas (a – c) e seções cruzadas de uma nervura principal (d – f) (WILSON, 1993) Tipos de tecidos

14 14 CARACTERÍSTICAS ANATÔMICAS DAS FORRAGEIRAS Digestão dos tecidos Digestão relativa Tipos de forrageiras Rápida Lenta a parcial Não digestível Folhas de gramíneas tropicais Mesofilo Floema Epiderme Bainha parenq. dos feixes Xilema Bainha interna dos feixes Folhas de gramíneas temperadas Mesofilo Floema Epiderme Bainha parenq. dos feixes* Bainha parenq. dos feixes * *dependendo da espécie e condição de crescimento Esclerênquima Xilema Bainha Colmos de gramíneas Floema Parênquima (imaturo) Parênquima (meia idade) Epiderme Anel esclerenquimático Folíolos de leguminosas Mesofilo Tecido vascular Colmos de leguminosas Parênquima (imaturo) Parênquima (maduro) Xilema Fonte: (AKIN, 1989) interna dos feixes

15 15 CARACTERÍSTICAS ANATÔMICAS DAS FORRAGEIRAS(cont.) Proporção e arranjo dos tecidos Proporção média de tecidos (% área da seção transversal) nas lâminas foliares de gramíneas C 4 (tropicais) e C 3 (temperadas) Tecidos de parede espessa Tipo de folhaEPIMESESCFVBPFREF A B C 4 (tropical) 32,4 41,2 26,4 C A B C 3 (temperada) 21 56,5 22,5 C Fonte: AKIN, 1989 (A); WILSON, 1990 (B) citado por WILSON, 1997; MOGHADDAM e WILMAN, 1997 (C).

16 16 Estrutura Girder na lâmina foliar da maniçoba Estrutura Girder na lâmina foliar da maniçoba Figura – Folha, vista transversal do mesofilo _ Sustentação de feixes vasculares através de células de esclerênquima ou células da bainha vascular _ Quantidade destas estruturas na planta, pode limitar o desarranjo dos tecidos durante a mastigação Wilson, 1993

17 17EspéciesDigestibilidade (% da MS) (% da MS) Teor de PB (% da MS) Gramíneas de clima temperado 6711,7 Leguminosas de clima temperado 6117,5 Gramíneas de clima tropical 549,2 Leguminosas de clima tropical 5716,5 Valores médios de proteína bruta e de digestibilidade de espécies forrageiras Fonte: Minson (1990)

18 18 CARACTERÍST. QUÍMICO-BROMATOLÓGICAS DAS FORRAGEIRAS Compos. quím. das forrageiras Relações anatômicas e bioquímicas na célula e as mudanças relativas a comparações de tecido jovem e maduro (a), folh'a x caule (b) e C 3 x C 4 (c) (HUSTON e PINCHAK, 1991)

19 19 QUESTÕES PRÁTICAS LIGADAS À FISIOLOGIA DAS FORRAGEIRAS Adaptação a diferentes ambientes Baixa luminosidade Baixa disponibilidade hídrica Competição em ambientes heterogêneos Consorciação, onde é mais fácil? Tentativas para a consorciação de pastagens tropicais Semear primeiro a leguminosa Plantar a leguminosa na forma de muda Plantar em grupos de fileiras alternadas Casos de sucesso comprovados: Arachis pintoi + Brachiaria decumbens: Acre Desmodium ovaliflorum + B. decumbens: Bahia E o banco de proteína? Pastagens naturais Sistemas silvipastoris Plantas invasoras de pastagens de gramíneas tropicais podem ser C 3 ?

20 20 Muito Obrigado! Visite o site do Núcleo de Ensino e Estudos em Forragicultura: Magno José Duarte Cândido TEL: (85)


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