Submitted by BRUNA MARQUES DOS SANTOS null (brunamarques.bio@gmail.com) on 2016-05-20T14:43:34Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_Bruna_Marques_Santos.pdf: 2509707 bytes, checksum: d5b8e8138728f1d899f6f957bedf5425 (MD5) / Approved for entry into archive by Juliano Benedito Ferreira (julianoferreira@reitoria.unesp.br) on 2016-05-24T14:23:17Z (GMT) No. of bitstreams: 1 santos_bm_me_jabo.pdf: 2509707 bytes, checksum: d5b8e8138728f1d899f6f957bedf5425 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-24T14:23:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 santos_bm_me_jabo.pdf: 2509707 bytes, checksum: d5b8e8138728f1d899f6f957bedf5425 (MD5) Previous issue date: 2016-03-30 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / A emissão de dióxido de carbono (CO2) pelas atividades humanas vem aumentando desde a revolução industrial. Previsões indicam que ocorrerá um aumento expressivo da concentração atmosférica deste gás nos próximos anos. Este fato deve resultar em alterações metabólicas nas plantas e, por consequência, impactar o setor florestal brasileiro. Os cloroplastos são as organelas-chave na fixação do CO2 e início do particionamento do carbono nas plantas. Alterações na disponibilidade de CO2 podem afetar o metabolismo dessas organelas. O objetivo do presente trabalho foi avaliar se o cultivo de plantas jovens de Eucalyptus urograndis em ambiente enriquecido com CO2 resulta em alterações no proteoma cloroplastidial. Para tanto, primeiramente foram avaliados diferentes métodos de isolamento de cloroplastos quanto aos seguintes parâmetros: morfologia dos cloroplastos observada em microscopia de luz (1); rendimento protéico após isolamento plastidial (2); grau de contaminação por proteínas não cloropastidiais (3); e abundância em número de proteínas identificadas e já descritas como plastidiais (4). Após a definição da melhor metodologia para obtenção do proteoma cloroplastidial, mudas de Eucalyptus urograndis de aproximadamente três meses de idade foram cultivadas sob concentrações atmosféricas controladas de CO2 (400 e 1000 ppm) durante dez semanas. A avaliação do proteoma plastidial, por buscas restringentes contra um banco de dados de sequências protéicas de Eucalyptus grandis, resultou na identificação de 816 proteínas em E. urograndis, das quais 80% já haviam sido descritas como plastidiais. O mapeamento in silico de vias metabólicas resultou na identificação de todas as proteínas envolvidas no ciclo de Calvin-Benson, além da detecção de um aumento discreto, porém significativo na abundância de enzimas-chave: PGK, GAPDH, FBA, FBPase, SBPase e RPI. Embora a avaliação da eficiência quântica do fotossitema II tenha indicado ausência de alteração fotossintética, as plantas tratadas com 1000 ppm de CO2 apresentaram fechamento estomático em resposta à condição ambiental imposta, além da diminuição na área do tecido vascular foliar. Esta é a primeira caracterização do proteoma cloroplastidial do gênero Eucalyptus, cujos resultados indicam que a atmosfera enriquecida com CO2 causou respostas na espécie, incluindo um aumento na abundância de proteínas envolvidas na fixação de carbono. Os resultados apresentados aqui podem auxiliar na compreensão das respostas bioquímicas estimuladas por um aumento na concentração atmosférica de CO2 em plantas do tipo C3, além de contribuir para programas de melhoramento que visem obter plantas adaptadas às condições climáticas futuras. / Carbon dioxide (CO2) emissions from human activities have increased since the industrial revolution. Global projections indicate that there will be a significant increase in the atmospheric concentration of this gas in the coming years. This fact can result in metabolic changes in plants and, consequently, affect the Brazilian forest sector. Chloroplasts are key organelles in carbon fixation and early carbon partitioning in plants. Changes in the availability of CO2 may affect the metabolism of these organelles. The goal of the present study was to assess whether the cultivation of seedlings of Eucalyptus urograndis under a CO2 enriched environment could result in changes in the chloroplast proteome. For this purpose, different chloroplast isolation methods were evaluated to the following parameters: chloroplast morphology observed in bright-field microscopy (1); protein yield after plastid isolation (2); degree of contamination by non-plastidic proteins (3); and abundance in the number of identified proteins described as plastidic (4). After determining the best methodology for the isolation of the chloroplast proteome, E. urograndis seedlings about three months old were grown under CO2 controlled atmospheric concentrations (400 and 1000 ppm) for ten weeks. Evaluation of the plastid proteome, using stringent search against a protein sequence database from Eucalyptus grandis, resulted in the identification of 816 proteins in E. urograndis, from which 80% were already described as plastidic. In silico metabolic pathway mapping resulted in the identification of all proteins involved in the Calvin-Benson cycle and detection of a slight but significant increase in the abundance of key enzymes: PGK, GAPDH, FBA, FBPase, SBPase, and RPI. Although the assessment of the quantum efficiency of photosystem II suggested the absence of changes in the photosynthesis rate, plants treated with 1000 ppm of CO2 presented stomatal closure in response to the imposed environmental condition. A decreased area of the leaf vascular tissue was also detected in young leaves. This is the first characterization of chloroplast proteome of the genus Eucalyptus. Our results indicate that the CO2 enriched atmosphere stimulated metabolic responses, including an increase in the abundance of proteins involved in carbon fixation. Results showed here will assist on the understanding of the biochemical responses stimulated by an increase in the atmospheric CO2 concentration in C3-type plants, and contribute to breeding programs that aim to obtain plants adapted to future climate conditions. / FAPESP: 2014/07454-0

MARTINS, Márcio de Oliveira. Regulação da fotossíntese por deficiência hídrica, nitrogênio e CO2 elevado em cana-de-açúcar. 2012. 96 f. Tese (Doutorado em bioquímica)- Universidade Federal do Ceará, Fortaleza-CE, 2012. / Submitted by Elineudson Ribeiro (elineudsonr@gmail.com) on 2016-07-20T17:40:23Z No. of bitstreams: 1 2012_tese_momartins.pdf: 859711 bytes, checksum: e1c5c268123078bb8c6164fa1491d1f2 (MD5) / Approved for entry into archive by José Jairo Viana de Sousa (jairo@ufc.br) on 2016-08-02T17:44:15Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_tese_momartins.pdf: 859711 bytes, checksum: e1c5c268123078bb8c6164fa1491d1f2 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-02T17:44:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_tese_momartins.pdf: 859711 bytes, checksum: e1c5c268123078bb8c6164fa1491d1f2 (MD5) Previous issue date: 2012 / Sugarcane is plant of great economic potential, mainly utilized to sugar and biofuel production. Brazil has an international importance, leading the world production of this culture. In despite of this high production, Brazil is located in a tropical region and presents several climatic adversities. The study of sugarcane physiology in stress situations, like water deficit, becomes essential to maintenance and improvement of the production. Sugarcane is a C4 species, with a CO2 concentration mechanism. It is expected that the growing elevation of CO2 in the atmosphere does not the sugarcane productivity in a relevant way but the studies about this subject are very scarce. Thus, it was aimed to evaluate the photosynthesis regulation by water deficit, nitrogen supply and high CO2 in sugarcane plants. Chapter 1 contains the state of the art concerning the study theme. In the chapter 2, it was performed an work in order to evaluate the responses to water deficit of two sugarcane cultivars considered contrasting about water deficit, IAC SP 94-2094 and IAC SP 95-5000. These cultivars were exposed to severe water deficit, with withholding water for five days, and recovery, irrigated after for two days after stress. The applied treatment strongly affected the gas exchanges, with stomatal closure in both cultivars, leading to great reductions in transpiration and CO2 assimilation. The chlorophyll a fluorescence parameters were affected, but without photoinhibition. Tolerant cultivar showed higher PEPcase activity in stress, but Rubisco activity was not altered. In the sensitive cultivar there was not alteration in the PEPcase activity whereas Rubisco activity was reduced 40% in stress but totally recovered. PEPcase expression was increased in stress but with a higher increment in sensitive cultivar, with a similar pattern in the Rubisco amount. In the chapter 3, it was performed an work in order to evaluate the antioxidative system in sugarcane plants exposed to mild water stress. In this chapter, IAC SP 94-2094 was utilized and the water deficit was applied with irrigation cycles, with plants irrigated each five days for fifteen days and recovery for three days. Water stress applied caused remarkable decreases in the stomatal conductance, leaf transpiration and net photosynthesis, with partial recovery, causing lower water use and carboxylation efficiencies. Photochemical parameters showed transient changes completely reversible by recovery. PEPcase and Rubisco activities did not show modifications but it was increase in the relative amount of PEPcase and Rubisco activation state. Water stress increased the lipid peroxidation and H2O2 content, inducing increases in SOD and APX activities, mainly thylakoidal APX and Fe-SOD. Sugars profile was altered in stressed plants, with increase in hexoses and decrease in starch content in leaves. The aim of the chapter 4 was evaluate the physiological and biochemical changes in concern to photosynthetic processes in sugarcane exposed to high CO2 and low supply of nitrogen (-N). Net photosynthesis was reduced in plants subjected to high CO2 and -N. Photochemical parameters were decreased only in -N treatment, but with no photoinhibition. Carboxylation enzymes, PEPcase and Rubisco, did suffer differential regulations either by high CO2 or by low nitrogen. Nitrate determination showed accumulation in roots, indicating deficiency in transport to shoot. -N treatment decreased the amino acids content, soluble proteins and total nitrogen. Sucrose content was reduced in all treatments. At last, it was verified that IAC SP 94-2094 cultivar has more photoprotection indicated by higher NPQ and more PEPcase activity and expression, conferring a better performance in severe water deficit periods. When studied under mild water stress, the plants showed an organized anti-oxidative defense for protection against reactive oxygen species. When under high CO2, sugarcane plants exhibit stomatal and biochemical changes, reducing the photosynthetic activity by reduction in nitrate assimilation and nitrate reductase activity, showing a strong relation between carbon and nitrogen assimilation. / A cana-de-açúcar é uma planta de grande potencial econômico, sendo utilizada principalmente para produção de açúcar e biocombustíveis. O Brasil tem destaque internacional na produção de cana-de-açúcar, sendo o maior produtor mundial dessa cultura. Apesar dessa liderança, o Brasil está localizado em uma região tropical e apresenta várias adversidades climáticas. O estudo da fisiologia da cana-de-açúcar em situações de estresse, como deficiência hídrica, torna-se fundamental para manutenção e melhoria da produção dessa cultura. A cana-de-açúcar é uma espécie de fotossíntese C4, com um mecanismo de concentração de CO2. Dessa maneira, espera-se que a crescente elevação de CO2 na atmosfera não afete a produtividade da cana-de-açúcar de maneira relevante, mas os estudos acerca do assunto são ainda bem escassos. Diante desse quadro, objetivou-se avaliar a regulação da fotossíntese por deficiência hídrica, suprimento de nitrogênio e CO2 elevado em plantas de cana-de-açúcar. O Capítulo 1 comtempla o estado da arte a respeito do tema em estudo. No capítulo 2, foi realizado um trabalho com o objetivo de avaliar as respostas de duas cultivares de cana-de-açúcar consideradas contrastantes em relação às respostas à deficiência hídrica, IAC SP 94-2094 e IAC SP 95-5000. Estas cultivares foram expostas a déficit hídrico severo, com suspensão da irrigação por cinco dias, e recuperação, reirrigadas por dois dias após o estresse. O tratamento aplicado foi capaz de afetar fortemente as trocas gasosas, com fechamento estomático nas duas cultivares, levando a fortes reduções de transpiração e assimilação de CO2. Os parâmetros da fluorescência da clorofila a foram afetados, mas não o suficiente para apresentar fotoinibição. A cultivar tolerante apresentou maior atividade de PEPcase no estresse, mas a atividade de Rubisco não foi alterada. Na cultivar sensível, não houve alteração na atividade de PEPcase enquanto que a atividade de Rubisco foi reduzida em 40% no estresse mas com total recuperação. A expressão de PEPcase foi aumentada no estresse mas com maior incremento na cultivar tolerante, com padrão semelhante na quantidade de rubisco. No capítulo 3, foi realizado um trabalho com o objetivo de avaliar o sistema de defesa anti-oxidativo em plantas de cana-de-açúcar expostas ao estresse hídrico moderado. Neste capítulo, apenas a cultivar IAC SP 94-2094 foi utilizada e a deficiência hídrica foi aplicada através de ciclos de irrigação, com plantas irrigadas a cada cinco dias por um período de 15 dias e recuperação de três dias. O estresse hídrico aplicado causou reduções marcantes na condutância estomática, na transpiração foliar e na fotossíntese líquida, com recuperação parcial, refletindo em uma menor eficiência do uso da água e eficiência de carboxilação. Os parâmetros fotoquímicos apresentaram modificações transitórias, completamente revertidas pela recuperação. As atividades da Rubisco e PEPcase não mostraram modificações, mas houve aumento na quantidade relativa de PEPcase e estado de ativação da Rubisco. O estresse hídrico aplicado aumentou a peroxidação lipídica e o conteúdo de H2O2, induzindo aumentos de atividades de SOD e APX, principalmente APX tilacoidal e Fe-SOD. O perfil de açúcares foi alterado nas plantas estressadas, com aumento de hexoses e diminuição do teor de amido nas folhas. O objetivo do capítulo 4 foi avaliar as modificações fisiológicas e bioquímicas em relação aos processos fotossintéticos em cana-de-açúcar submetida a um ambiente de elevado CO2 e baixo suprimento de nitrogênio (-N). A fotossíntese líquida foi reduzida nas plantas com CO2 elevado e -N. Os parâmetros fotoquímicos foram reduzidos apenas no tratamento -N, mas sem sinal de fotoinibição. As enzimas da carboxilação, PEPcase e Rubisco, sofreram regulações diferenciadas, tanto pelo alto CO2 como pelo baixo suprimento de nitrogênio. A determinação de nitrato mostrou acúmulo nas raízes, indicando deficiência no transporte para parte aérea. O tratamento –N diminuiu o conteúdo de aminoácidos, proteínas solúveis e nitrogênio total. O teor de sacarose foi reduzido em todos os tratamentos. Por fim, verificamos que a cultivar IAC SP 94-2094 possui maior fotoproteção indicada pelo maior NPQ e possui ainda maior atividade e expressão de PEPcase, permitindo melhor performance em períodos de déficit hídrico severo. Quando estudada com déficit hídrico moderado, as plantas desta cultivar apresentaram uma organizada defesa anti-oxidativa para proteção contra as espécies reativas de oxigênio. Quando sob elevada concentração de CO2, as plantas de cana-de-açúcar exibem modificações estomáticas e bioquímicas, reduzindo a atividade fotossintética pela redução da assimilação de nitrato e atividade de redutase do nitrato, mostrando uma forte relação entre a assimilação de carbono e nitrogênio.

FEITOSA, Antonio Glaydson de Sousa. Modulação da fotossíntese e assimilação do nitrogênio por condições de elevado CO2 atmosférico em plantas de soja. 2014. 71 f. : Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Ceará, Centro de Ciências Agrárias, Departamento de Ciências do Solo, Programa de Pós-Graduação em Agronomia - Solos e Nutrição de Plantas, Fortaleza-CE, 2014 / Submitted by Nádja Goes (nmoraissoares@gmail.com) on 2016-05-19T12:25:16Z No. of bitstreams: 1 2014_dis_agsfeitosa.pdf: 836229 bytes, checksum: f77f1e9d446fce346b7ef1c4f7d05eb7 (MD5) / Approved for entry into archive by Nádja Goes (nmoraissoares@gmail.com) on 2016-05-19T12:52:29Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_dis_agsfeitosa.pdf: 836229 bytes, checksum: f77f1e9d446fce346b7ef1c4f7d05eb7 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-19T12:52:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_dis_agsfeitosa.pdf: 836229 bytes, checksum: f77f1e9d446fce346b7ef1c4f7d05eb7 (MD5) Previous issue date: 2014 / High atmospheric CO2 concentrations limit the assimilation of CO2 and nitrogen in many species of C3 plants Thus the aim of this study was to identify how the high CO2 regulates photosynthesis and assimilation of nitrogen in soybean Therefore an experiment was conducted in growth chamber using soybean plants, 25 days old CO2 levels were applied environment ( 40 Pa) high (100 Pa) and transition to ambient conditions ( 100-40 Pa ) High CO2 was able to strongly affect trade gas with stomatal closure leading to sharp reductions in leaf transpiration (88%) and CO2 assimilation ( 48%) Recovering 69% of the initial value of net photosynthesis after the transition period at environmental conditions , however the internal CO2 concentration ( Ci) was increased by 17 times returning to the level of control after the transition the initial activity and the total Rubisco decreased 44 % and 34 % respectively Taking a 9% reduction in enzyme activation state but after the transition to the conditions of CO2 environment the initial activity and total recovered 74 % and 84 % respectively have the nitrate reductase showed a strong inhibition over that period compared to the ambient condition reaching a maximum reduction of 64 % after four days of exposure to elevated CO2 contrary this enzyme had recovered its initial capacity at 90 % after the transition period in conclusion we can say that photosynthesis and nitrate reductase activity are practically inhibited by high atmospheric CO2 mainly controlled by stomatal and metabolic limitations / Altas concentrações de CO2 atmosférico limitam a assimilação de CO2 e de nitrogênio em muitas espécies de plantas C3 Dessa forma o objetivo deste trabalho foi identificar como o elevado CO2 regula a fotossíntese e a assimilação do nitrogênio em plantas de soja Para tanto foi realizado um experimento em câmara de crescimento utilizando plantas de soja com 25 dias de idade Os níveis de CO2 aplicados foram ambiente (40 Pa) elevado (100 Pa) e transição para as condições ambiente (100 – 40 Pa) O elevado CO2 foi capaz de afetar fortemente as trocas gasosas com fechamento estomático levando a fortes reduções na transpiração foliar (88%) e assimilação de CO2 (48%) Recuperando 69% do valor inicial da fotossíntese líquida após o período de transição para a condição ambiente Entretanto a concentração interna de CO2 (Ci) foi elevada em 17 vezes retornando para o nível de controle após a transição A atividade inicial e a total da Rubisco decresceram 44% e 34% respectivamente Levando a uma redução de 9% no estado de ativação da enzima porém após a transição para as condições de CO2 ambiente a atividade inicial e a total recuperaram 74% e 84% respectivamente Já a redutase do nitrato apresentou uma forte inibição ao longo desse período quando comparada com a condição ambiente chegando a uma redução máxima de 64% após quatro dias de exposição ao elevado CO2 Contrariamente esta enzima teve sua capacidade inicial recuperada em 90% após o período de transição Em conclusão podemos afirmar que a fotossíntese e a atividade da redutase do nitrato são praticamente inibidas por elevado CO2 atmosférico controladas principalmente por limitações estomáticas e metabólicas

A intensidade de pastejo e o uso de fertilizantes nitrogenados podem impactar as características estruturais no dossel forrageiro afetando o ambiente luminoso dentro da vegetação, o que por sua vez pode influenciar a taxa fotossintética das folhas e do dossel, e também a produção de forragem. O objetivo deste trabalho foi descrever e explicar os efeitos da altura do dossel mantida constante e da taxa de crescimento aplicada como dose de nitrogênio (N) do capim Mulato II (Brachiaria brizantha × B. decumbens × B. ruziziensis) sob lotação contínua e taxa de lotação variável sobre as características produtivas e morfofisiológicas e a participação de diferentes categorias de folhas na composição do índice de área foliar (IAF) e na fotossíntese do dossel. O estudo foi conduzido na ESALQ/USP em Piracicaba-SP durante dois verões agrostológicos. O delineamento experimental foi o de blocos completos casualizados, com arranjo fatorial combinando três alturas do dossel (10, 25 e 40 cm) e duas taxas de crescimento geradas por doses de N (50 e 250 kg ha-1 ano-1), em três repetições. As variáveis estudadas incluíram: acúmulo total anual de forragem (ATF), IAF, interceptação de luz (IL), taxas de fotossíntese foliar e do dossel e contribuição relativa de diferentes categorias de folhas no IAF e na fotossíntese do dossel. O ATF aumentou linearmente com a altura do dossel (de 8560 para 13600 kg MS ha-1 ano-1). Aumentos também foram observados para IAF, IL, taxa de fotossíntese do dossel e contribuição das folhas maduras (MAD) no IAF e das folhas mais jovens completamente expandidas (JCE) na fotossíntese do dossel. A contribuição das folhas em expansão (EXP) e das folhas JCE no IAF, a taxa de fotossíntese das folhas EXP e MAD e a contribuição relativa das folhas EXP na fotossíntese do dossel aumentaram com a diminuição da altura do dossel. A aplicação de 250 kg N ha-1 ano-1 resultou em aumento de 137% no ATF em relação à taxa de 50 kg ha-1 ano-1. A maior dose de N resultou em aumento significativo no IAF, IL, taxa de fotossíntese de todas as categorias de folhas, fotossíntese do dossel e contribuição das folhas JCE na fotossíntese do dossel, embora a contribuição das folhas EXP na fotossíntese do dossel tenha sido maior na menor dose de N. A contribuição das folhas MAD na fotossíntese do dossel foi maior quando o dossel foi mantido mais alto e também com maior dose de N na altura de 10 cm. Nos dosséis de 25 cm a proporção de folhas MAD foi maior na menor dose de N e não diferiu entre doses de N quando mantido a 40 cm. Embora dosséis mantidos mais baixos apresentem maior proporção de folhas mais jovens (EXP e JCE) que são as que apresentam maiores taxas fotossintéticas, a fotossíntese do dossel e o ATF foram maiores nos dosséis mais altos. A aplicação de 250 kg N ha-1 ano-1 resulta em aumento na fotossíntese do dossel como consequência do aumento do IAF e da taxa de fotossíntese foliar, resultando em aumento no ATF. / Grazing intensity and nitrogen fertilization can impact the structural characteristics of the canopy affecting the light environment within the vegetation, which in turn may affect leaf and canopy photosynthetic rates, and also forage production. The objective of this study was to describe and explain the effects of canopy height kept constant and growth rate applied as N rate of Mulato II brachiariagrass (Brachiaria brizantha × B. decumbens × B. ruziziensis) under continuous stocking and variable stocking rate, on the productive and morpho-physiological characteristics, and the relative contribution of different leaf categories to the leaf area index (LAI) and to canopy photosynthesis. A field trial was conducted at ESALQ/USP in Piracicaba, SP, Brazil, during two summer growing seasons. A randomized complete block design was used, with a factorial arrangement combining three canopy heights (10, 25, and 40 cm) and two growth rates imposed by N rates (50 and 250 kg ha-1 yr-1), with three replications. The variables studied included: total annual forage accumulation (TFA), LAI, light interception (LI), leaf and canopy photosynthetic rates, and the relative contribution of different leaf categories to the LAI and to canopy photosynthesis. There was a linear increase in TFA with increased canopy height (from 8560 to 13600 kg DM ha-1 yr-1). The LAI, LI, canopy photosynthesis rates, the relative contribution of mature leaves (MAT) to the LAI, and relative contribution of the youngest fully-expanded leaves (YFE) to canopy photosynthesis also increased with canopy height. The relative contribution of expanding leaves (EXP) and YFE to the LAI, leaf photosynthesis of EXP and MAD leaves, and relative contribution of EXP leaves to canopy photosynthesis increased with the reduction in canopy height. The use of a greater N rate (250 kg N ha-1 yr-1) increased ATF by 137%. The application of more N (250 kg N ha-1 yr-1) also increased LAI, LI, photosynthetic rates of all leaf categories, canopy photosynthesis, and relative contribution of YFE leaves to canopy photosynthesis, but the relative contribution of EXP leaves to canopy photosynthesis was greater in the lesser N rate (50 kg N ha-1 yr-1). The relative contribution of MAT leaves to canopy photosynthesis was greater in taller canopies, and also in canopies maintained at 10 cm fertilized with 250 kg N ha-1 yr-1. The canopies maintained at 25 cm showed greater proportion of MAD leaves in the lesser N rate, and was similar in 40-cm canopies for both N rates. Although canopies kept at 10 cm showed greater relative proportion of younger leaves (EXP and YFE), which are those with greater photosynthetic rates, canopy photosynthesis and the TFA were greater in taller canopies. The application of 250 kg N ha-1 yr-1 results in increased canopy photosynthesis, due to increased LAI and leaf photosynthetic rate, resulting in increased TFA.

Orientador: Carlos Alfredo Joly / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-17T23:22:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Oliveira_VivianeCamilade_D.pdf: 4448305 bytes, checksum: d5b1fa443a44dd4c9727eafe8ee5a04a (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Alchornea triplinervia, Nectandra oppositifolia, Eugenia umbelliflora, Gomidesia schaueriana, Guapira opposita e Guatteria gomeziana são espécies arbóreas típicas das áreas alagadas da Floresta de Restinga do sudeste do Brasil. A fim de determinar os efeitos do alagamento sazonal do solo sazonal na sobrevivência, morfo-anatomia, crescimento e taxa de assimilação de carbono nestas espécies, foram avaliadas as respostas de crescimento, os parâmetros fotossintéticos básicos, a concentração de pigmentos fotossintéticos, as características foliares e as alterações morfo-anatômicas de indivíduos jovens crescendo experimentalmente em condições não alagadas (controle) e alagadas. A. triplinervia, N. oppositifolia, E. umbelliflora e G. schaueriana foram capazes de sobreviver e crescer durante o período de alagamento do solo, embora este crescimento tenha sido reduzido em comparação às plantas não alagadas. Lenticelas hipertrofiadas foram observadas em A. triplinervia e N. oppositifolia e a formação de raízes adventícias somente em A. triplinervia. Nas plantas alagadas de G. opposita e G. gomeziana o crescimento cessou e a sobrevivência foi comprometida, tendo ocorrido a morte de alguns indivíduos a partir da segunda semana de alagamento do solo. A taxa de assimilação de carbono foi reduzida em todas as espécies quando submetidas ao alagamento do solo, em função tanto de fatores estomáticos como não estomáticos, mas apenas G. opposita e G. gomeziana apresentaram valores negativos. Após a drenagem do solo, A. triplinervia e E. umbelliflora foram capazes de recuperar a taxa de assimilação de carbono, mas N. oppositifolia e G. schaueriana continuaram a apresentar valores reduzidos em comparação às plantas que não foram alagadas. Os resultados sugerem que A. triplinervia, N. oppositifolia, E. umbelliflora e G. schaueriana são espécies resistentes ao alagamento do solo e por isso são capazes de sobreviver a longos períodos nesta condição, enquanto que G. opposita e G. gomeziana são espécies sensíveis a tal condição. As respostas observadas neste estudo justificam a ocorrência das espécies estudadas na Floresta de Restinga inundável / Abstract: Alchornea triplinervia, Nectandra oppositifolia, Eugenia umbelliflora, Gomidesia schaueriana, Guapira opposita and Guatteria gomeziana are typical tree species of swampy areas of Restinga Forest in Southeastern Brazil. To elucidate effects of seasonal flooding on survival, morpho-anatomy, growth and carbon assimilation rate in these species, were evaluated growth responses, basic photosynthetic parameters, concentration of photosynthetic pigments, leave characteristics and morpho-anatomical changes of young plants growing experimentally in non-flooded (control) and flooded conditions. A. triplinervia, N. oppositifolia, E. umbelliflora and G. schaueriana were able to survive and grown in flooding conditions, but with reduced performance compared to non-flooded plants. Hypertrophied lenticels were observed in A. triplinervia and N. oppositifolia and adventitious roots only in A. triplinervia. Flooded plants of G. opposita and G. gomeziana ceased growth and survival was compromised, with death of some individuals after the second week of flooding. Carbon assimilation rate was reduced in all species when subjected to waterlogging due to both stomatal and non-stomatal limitations, but only G. opposita and G. gomeziana showed negative values. After soil drainage A. triplinervia and E. umbelliflora were able to recover the carbon assimilation rate, but N. oppositifolia and G. schaueriana continued to show reduced values in relation to non-flooded individuals. Results suggest that A. triplinervia, N. oppositifolia, E. umbelliflora and G. schaueriana are resistant species and therefore able to survive long periods in this condition, while G. opposita and G. gomeziana are species non resistant to flooding. Responses observed in this study explain the occurence of studied species in swampy areas of Restinga Forest / Doutorado / Biologia Vegetal / Doutor em Biologia Vegetal

A intensidade de pastejo e o uso de fertilizantes nitrogenados podem impactar as características estruturais no dossel forrageiro afetando o ambiente luminoso dentro da vegetação, o que por sua vez pode influenciar a taxa fotossintética das folhas e do dossel, e também a produção de forragem. O objetivo deste trabalho foi descrever e explicar os efeitos da altura do dossel mantida constante e da taxa de crescimento aplicada como dose de nitrogênio (N) do capim Mulato II (Brachiaria brizantha × B. decumbens × B. ruziziensis) sob lotação contínua e taxa de lotação variável sobre as características produtivas e morfofisiológicas e a participação de diferentes categorias de folhas na composição do índice de área foliar (IAF) e na fotossíntese do dossel. O estudo foi conduzido na ESALQ/USP em Piracicaba-SP durante dois verões agrostológicos. O delineamento experimental foi o de blocos completos casualizados, com arranjo fatorial combinando três alturas do dossel (10, 25 e 40 cm) e duas taxas de crescimento geradas por doses de N (50 e 250 kg ha-1 ano-1), em três repetições. As variáveis estudadas incluíram: acúmulo total anual de forragem (ATF), IAF, interceptação de luz (IL), taxas de fotossíntese foliar e do dossel e contribuição relativa de diferentes categorias de folhas no IAF e na fotossíntese do dossel. O ATF aumentou linearmente com a altura do dossel (de 8560 para 13600 kg MS ha-1 ano-1). Aumentos também foram observados para IAF, IL, taxa de fotossíntese do dossel e contribuição das folhas maduras (MAD) no IAF e das folhas mais jovens completamente expandidas (JCE) na fotossíntese do dossel. A contribuição das folhas em expansão (EXP) e das folhas JCE no IAF, a taxa de fotossíntese das folhas EXP e MAD e a contribuição relativa das folhas EXP na fotossíntese do dossel aumentaram com a diminuição da altura do dossel. A aplicação de 250 kg N ha-1 ano-1 resultou em aumento de 137% no ATF em relação à taxa de 50 kg ha-1 ano-1. A maior dose de N resultou em aumento significativo no IAF, IL, taxa de fotossíntese de todas as categorias de folhas, fotossíntese do dossel e contribuição das folhas JCE na fotossíntese do dossel, embora a contribuição das folhas EXP na fotossíntese do dossel tenha sido maior na menor dose de N. A contribuição das folhas MAD na fotossíntese do dossel foi maior quando o dossel foi mantido mais alto e também com maior dose de N na altura de 10 cm. Nos dosséis de 25 cm a proporção de folhas MAD foi maior na menor dose de N e não diferiu entre doses de N quando mantido a 40 cm. Embora dosséis mantidos mais baixos apresentem maior proporção de folhas mais jovens (EXP e JCE) que são as que apresentam maiores taxas fotossintéticas, a fotossíntese do dossel e o ATF foram maiores nos dosséis mais altos. A aplicação de 250 kg N ha-1 ano-1 resulta em aumento na fotossíntese do dossel como consequência do aumento do IAF e da taxa de fotossíntese foliar, resultando em aumento no ATF. / Grazing intensity and nitrogen fertilization can impact the structural characteristics of the canopy affecting the light environment within the vegetation, which in turn may affect leaf and canopy photosynthetic rates, and also forage production. The objective of this study was to describe and explain the effects of canopy height kept constant and growth rate applied as N rate of Mulato II brachiariagrass (Brachiaria brizantha × B. decumbens × B. ruziziensis) under continuous stocking and variable stocking rate, on the productive and morpho-physiological characteristics, and the relative contribution of different leaf categories to the leaf area index (LAI) and to canopy photosynthesis. A field trial was conducted at ESALQ/USP in Piracicaba, SP, Brazil, during two summer growing seasons. A randomized complete block design was used, with a factorial arrangement combining three canopy heights (10, 25, and 40 cm) and two growth rates imposed by N rates (50 and 250 kg ha-1 yr-1), with three replications. The variables studied included: total annual forage accumulation (TFA), LAI, light interception (LI), leaf and canopy photosynthetic rates, and the relative contribution of different leaf categories to the LAI and to canopy photosynthesis. There was a linear increase in TFA with increased canopy height (from 8560 to 13600 kg DM ha-1 yr-1). The LAI, LI, canopy photosynthesis rates, the relative contribution of mature leaves (MAT) to the LAI, and relative contribution of the youngest fully-expanded leaves (YFE) to canopy photosynthesis also increased with canopy height. The relative contribution of expanding leaves (EXP) and YFE to the LAI, leaf photosynthesis of EXP and MAD leaves, and relative contribution of EXP leaves to canopy photosynthesis increased with the reduction in canopy height. The use of a greater N rate (250 kg N ha-1 yr-1) increased ATF by 137%. The application of more N (250 kg N ha-1 yr-1) also increased LAI, LI, photosynthetic rates of all leaf categories, canopy photosynthesis, and relative contribution of YFE leaves to canopy photosynthesis, but the relative contribution of EXP leaves to canopy photosynthesis was greater in the lesser N rate (50 kg N ha-1 yr-1). The relative contribution of MAT leaves to canopy photosynthesis was greater in taller canopies, and also in canopies maintained at 10 cm fertilized with 250 kg N ha-1 yr-1. The canopies maintained at 25 cm showed greater proportion of MAD leaves in the lesser N rate, and was similar in 40-cm canopies for both N rates. Although canopies kept at 10 cm showed greater relative proportion of younger leaves (EXP and YFE), which are those with greater photosynthetic rates, canopy photosynthesis and the TFA were greater in taller canopies. The application of 250 kg N ha-1 yr-1 results in increased canopy photosynthesis, due to increased LAI and leaf photosynthetic rate, resulting in increased TFA.

Apesar de muitos estudos dos diferentes métodos de lotação, a definição de estratégias de manejo eficientes geralmente é embasada em respostas de experimentos realizados com cada método individualmente, e não com ambos impostos sob uma mesma base de comparação. Com o objetivo de fundamentar os argumentos existentes, este estudo avaliou os impactos dos métodos de lotação contínua e intermitente impostos sob duas metas de alturas médias em pastagem de capim Convert HD 364, com avaliações da estrutura e das características morfofisiologicas do dossel, assim como do acúmulo (AF) e taxa de acúmulo (TAF) de forragem durante o verão agrótológico. O delineamento experimental utilizado foi o de blocos completos casualizados, com três repetições, seguindo um arranjo fatorial 2 x 3 entre duas metas de altura média de dossel (20 e 30 cm) e três métodos de lotação: 1) lotação contínua (LC) mimetizada, com taxa de lotação variável; 2) lotação intermitente (i.e., pastejo rotativo) com desfolhação leniente (remoção de ~ 40% da altura de dossel no pré-pastejo) (LIDL); e 3) lotação intermitente (i.e., pastejo rotativo) com desfolhação severa (remoção de ~ 60% da altura de dossel no pré-pastejo) (LIDS), respectivamente impostos por amplitudes de ±10, 25 e 40% entorno das metas de altura média de dossel, totalizando 18 unidades experimentais (piquetes) de 200 m2. Pastos manejados sob LC apresentaram maior AF e TAF (7410 kg MS ha-1 e 87 kg MS ha-1 dia-1, respectivamente). A interceptação de luz pelo dossel foi maior nos pastos sob LC (97%) do que naqueles sob LIDL e LIDS (93,7%) quando comparados nas metas de altura média do dossel (20 e 30 cm). No entanto, em pré-pastejo, os pastos sob LIDL e LIDS apresentaram 99% de interceptação de luz pelo dossel. Alterações com o mesmo padrão de respostas foram registradas para as proporções dos componentes da massa de forragem e índice de área foliar (IAF), com incremento significativo das proporções de lâmina foliar e colmos, assim como do IAF, e redução das proporções de material morto à medida que os pastos eram manejados sob menor intensidade em lotação contínua, ou havia o incremento da altura de pré-pastejo em lotação intermitente. Os métodos de lotação e as respectivas metas de altura não afetaram a taxa de fotossíntese de folhas individuais, mas a maior fotossíntese do dossel (69,35 μmol CO2 m-2 s-1) foi obtida nos pastos manejados sob LIDS com meta de altura média de 30 cm. Os pastos manejados sob LC apresentaram taxas de fotossíntese do dossel constantes (47 μmol CO2 m-2 s-1), o que resultou em maiores TAF e AF dentre os métodos de lotação estudados. / In spite of the great number of studies evaluating plant responses to different stocking methods, the definition of more efficient management strategies is generally based on the results of studies evaluating each stocking method separately. With the purpose of substantiating existing arguments, the present study evaluated the impacts of three stocking methods (1 - mimicked continuous stocking with variable stocking rate - CS; 2 - rotational stocking with lenient defoliation - removal of ~40% of pre-grazing canopy height - RSLD; 3 - rotational stocking with severe defoliation - removal of ~60% of pre-grazing canopy height - RSSD, respectively imposed by ±10, 25 and 40% variations) combined in a factorial arrangement with two mean canopy heights (20 and 30 cm) of Mulato II brachiariagrass, on canopy structure, morphophysiological characteristics, forage accumulation (FA) and forage accumulation rate (FAR) during the summer growing season. The experimental design was a randomized complete block with three replications, totaling 18 experimental units (paddocks) of 200 m2. Paddocks in CS treatments presented greater FA and FAR (7410 kg DM ha-1 and 87 kg DM ha-1 d-1, respectively). Canopy light interception was greater for paddocks in CS (97%) than for those in RSLD and RSSD (93.7%) for the two mean canopy heights. However, at pre-grazing, paddocks under RSLD and RSSD presented 99% of canopy light interception. The same response pattern was observed for forage mass composition and for leaf area index (LAI), with significant increases in the proportions of leaves and stems, as well as in LAI, and decreases in the proportions of dead material, as the grazing intensity decreased in CS, or as the pre-grazing height increased in the rotational stocking treatments. Neither the stocking methods, nor the mean canopy heights affected the photosynthesis rates of individual leaves, but the greatest canopy photosynthesis (69.35 μmol CO2 m-2 s-1) was obtained in paddocks under RSSD with mean canopy heights of 30 cm. Paddocks in CS presented constant canopy photosynthesis rates (47 μmol CO2 m-2 s-1), what lead to the greatest FAR and FA among the investigated stocking methods.

Apesar de muitos estudos dos diferentes métodos de lotação, a definição de estratégias de manejo eficientes geralmente é embasada em respostas de experimentos realizados com cada método individualmente, e não com ambos impostos sob uma mesma base de comparação. Com o objetivo de fundamentar os argumentos existentes, este estudo avaliou os impactos dos métodos de lotação contínua e intermitente impostos sob duas metas de alturas médias em pastagem de capim Convert HD 364, com avaliações da estrutura e das características morfofisiologicas do dossel, assim como do acúmulo (AF) e taxa de acúmulo (TAF) de forragem durante o verão agrótológico. O delineamento experimental utilizado foi o de blocos completos casualizados, com três repetições, seguindo um arranjo fatorial 2 x 3 entre duas metas de altura média de dossel (20 e 30 cm) e três métodos de lotação: 1) lotação contínua (LC) mimetizada, com taxa de lotação variável; 2) lotação intermitente (i.e., pastejo rotativo) com desfolhação leniente (remoção de ~ 40% da altura de dossel no pré-pastejo) (LIDL); e 3) lotação intermitente (i.e., pastejo rotativo) com desfolhação severa (remoção de ~ 60% da altura de dossel no pré-pastejo) (LIDS), respectivamente impostos por amplitudes de ±10, 25 e 40% entorno das metas de altura média de dossel, totalizando 18 unidades experimentais (piquetes) de 200 m2. Pastos manejados sob LC apresentaram maior AF e TAF (7410 kg MS ha-1 e 87 kg MS ha-1 dia-1, respectivamente). A interceptação de luz pelo dossel foi maior nos pastos sob LC (97%) do que naqueles sob LIDL e LIDS (93,7%) quando comparados nas metas de altura média do dossel (20 e 30 cm). No entanto, em pré-pastejo, os pastos sob LIDL e LIDS apresentaram 99% de interceptação de luz pelo dossel. Alterações com o mesmo padrão de respostas foram registradas para as proporções dos componentes da massa de forragem e índice de área foliar (IAF), com incremento significativo das proporções de lâmina foliar e colmos, assim como do IAF, e redução das proporções de material morto à medida que os pastos eram manejados sob menor intensidade em lotação contínua, ou havia o incremento da altura de pré-pastejo em lotação intermitente. Os métodos de lotação e as respectivas metas de altura não afetaram a taxa de fotossíntese de folhas individuais, mas a maior fotossíntese do dossel (69,35 μmol CO2 m-2 s-1) foi obtida nos pastos manejados sob LIDS com meta de altura média de 30 cm. Os pastos manejados sob LC apresentaram taxas de fotossíntese do dossel constantes (47 μmol CO2 m-2 s-1), o que resultou em maiores TAF e AF dentre os métodos de lotação estudados. / In spite of the great number of studies evaluating plant responses to different stocking methods, the definition of more efficient management strategies is generally based on the results of studies evaluating each stocking method separately. With the purpose of substantiating existing arguments, the present study evaluated the impacts of three stocking methods (1 - mimicked continuous stocking with variable stocking rate - CS; 2 - rotational stocking with lenient defoliation - removal of ~40% of pre-grazing canopy height - RSLD; 3 - rotational stocking with severe defoliation - removal of ~60% of pre-grazing canopy height - RSSD, respectively imposed by ±10, 25 and 40% variations) combined in a factorial arrangement with two mean canopy heights (20 and 30 cm) of Mulato II brachiariagrass, on canopy structure, morphophysiological characteristics, forage accumulation (FA) and forage accumulation rate (FAR) during the summer growing season. The experimental design was a randomized complete block with three replications, totaling 18 experimental units (paddocks) of 200 m2. Paddocks in CS treatments presented greater FA and FAR (7410 kg DM ha-1 and 87 kg DM ha-1 d-1, respectively). Canopy light interception was greater for paddocks in CS (97%) than for those in RSLD and RSSD (93.7%) for the two mean canopy heights. However, at pre-grazing, paddocks under RSLD and RSSD presented 99% of canopy light interception. The same response pattern was observed for forage mass composition and for leaf area index (LAI), with significant increases in the proportions of leaves and stems, as well as in LAI, and decreases in the proportions of dead material, as the grazing intensity decreased in CS, or as the pre-grazing height increased in the rotational stocking treatments. Neither the stocking methods, nor the mean canopy heights affected the photosynthesis rates of individual leaves, but the greatest canopy photosynthesis (69.35 μmol CO2 m-2 s-1) was obtained in paddocks under RSSD with mean canopy heights of 30 cm. Paddocks in CS presented constant canopy photosynthesis rates (47 μmol CO2 m-2 s-1), what lead to the greatest FAR and FA among the investigated stocking methods.