Photosynthetic responses of three citrus species to environmental factors

Foram avaliadas as respostas das trocas gasosas à irradiância, à temperatura, ao déficit de pressão de vapor e à concentração interna de CO2 em plantas jovens de laranjeira 'Valência', tangor 'Murcote' e lima ácida 'Tahiti', sob condições controladas. As taxas máximas de assimilação de CO2 foram de 9,8, 12,8 e 13,0 mmol m-2 s-1 em 'Valência', 'Murcote' e 'Tahiti', respectivamente. Diferenças na taxa de assimilação de CO2 foram relacionadas com a condutância estomática e com a eficiência instantânea de carboxilação. A saturação da fotossíntese pela luz foi em torno de 750 mmol m-2 s-1 em 'Valência'. Em 'Murcote' e 'Tahiti', não houve um ponto evidente de saturação lumínica, pois houve pequenos aumentos da assimilação de CO2 acima de 1.000 mmol m-2 s-1. Os pontos de compensação de CO2 foram 4,8, 5,8 e 5,4 Pa em 'Valência', 'Murcote' e 'Tahiti', respectivamente. Temperaturas das folhas entre 25oC e 30oC corresponderam à faixa ótima para a fotossíntese em 'Valência' e ao redor de 30oC em 'Murcote' e 'Tahiti'. Quedas das taxas de assimilação de CO2 em temperaturas acima ou abaixo da ideal ocorreram em razão de quedas parciais na condutância estomática e na eficiência instantânea de carboxilação. A taxa de assimilação de CO2 também decresceu com o aumento do déficit de pressão de vapor de 1,5 para 3,5 kPa. Este efeito foi mais acentuado quando a temperatura aumentou de 28oC para 35oC.Gas exchange responses to irradiance, temperature, air vapor pressure deficit and intercellular CO2 concentration were evaluated in young plants of sweet orange 'Valência', tangor 'Murcote' and acid lime 'Tahiti' plants, under controlled conditions. Maximum rates of CO2 assimilation were around 9.8, 12.8 and 13.0 mmol m-2 s-1, respectively, for 'Valência', 'Murcote' and 'Tahiti', and these differences were related to stomatal conductance and instantaneous carboxylation efficiency. Light saturation of photosynthesis was around 750 mmol m-2 s-1 for 'Valência', whereas 'Murcote' and 'Tahiti' did not show evident light saturation, exhibiting small increases of CO2 assimilation above 1,000 mmol m-2 s-1. The CO2 compensation point was 4.8, 5.8 and 5.4 Pa for 'Valência', 'Murcote' and 'Tahiti', respectively, indicating differences in photorespiration of these citrus species. Leaf temperatures between 25oC and 30oC were optimum for photosynthesis of 'Valência', whereas this optimum was around 30oC for 'Murcote' and 'Tahiti'. At temperatures above or below the optimum range, CO2 assimilation was reduced by partial decrease of stomatal conductance and instantaneous carboxylation efficiency. Reduced CO2 assimilation rate was also caused by increasing vapor pressure deficit from 1.5 to 3.5 kPa, and this effect enhanced when temperature increased from 28oC to 35oC

Variação sazonal da fotossíntese, condutância estomática e potencial da água na folha de laranjeira 'Valência'

Em espécies perenes podem ocorrer variações nas taxas de trocas gasosas e nas relações hídricas em função da variação das condições ambientais, durante os diferentes meses do ano. Avaliaram-se, em laranjeira ´Valência´ enxertada sobre quatro espécies de porta-enxerto, mantida sem deficiência hídrica, as taxas de fotossíntese (A) e de transpiração (E), a condutância estomática (g) e o potencial da água na folha (psi f ), medidos nos períodos da manhã (9h00 às 11h00) e da tarde (13h00 às 15h00) nos meses de janeiro, março e julho em Campinas - SP. As espécies de porta-enxertos não tiveram efeitos sobre as variáveis medidas. Independente do porta-enxerto A, g e ;Y ;f foram menores no período da tarde. A queda de A deve estar relacionada com a queda de g que diminuiu em resposta ao aumento do déficit de pressão de vapor entre o ar e a folha (DPVar-folha ) nos horários mais quentes do dia. Apesar de ocorrer fechamento parcial dos estômatos no período da tarde E foi similar ao período da manhã, devido ao aumento do DPVar-folha. Também observou-se queda em A e em g no sentido de janeiro para julho. Sugere-se que a queda em A e em g ocorrida em março em comparação a janeiro esteja relacionada à queda da atividade de crescimento da planta, afetando as relações fonte-dreno, visto que as condições ambientais nestes dois meses foram semelhantes. As quedas de A e de g observadas em julho, em relação à janeiro e março, parecem estar relacionadas tanto à queda na temperatura noturna quanto à queda na atividade de crescimento.Seasonal variation in environmental conditions may influence gas exchange rates as well as water relations in perennial species. This work was carried out to evaluate photosynthetic rates (A), transpiration (E), stomatal conductance (g) and leaf water potential (psi f ) in 'Valencia' orange trees grafted on four different rootstocks. Measurements were made twice a day: from 9h00 to 11h00 a.m. and from 1h00 to 3h00 p.m., during January, March and July. A and g were significantly lower and psif was significantly more negative, in the afternoon. The decrease in A may be related to the reduction in g, due to the increase in the vapor pressure deficit between the air and the leaf (VPDair-leaf ) in the afternoon, when temperatures are higher. In spite of the partial stomatal closure in the afternoon, the values for E were approximately the same as those measured in the morning, due to the increase in the VPDair-leaf . A decrease in A and g could also be noted from January to July, that is, from the hot and humid summer months, to the colder and drier winter ones. It was suggested that the decrease in A and g observed from January through March, may be related to the decrease in plant growth rates, which could have influenced the source-sink relationships, since the climatic conditions for both months were similar. The decrease in A and g showed in July, seems to be related to the decrease in both the night temperature and the growth rate of plants

Seasonal variation of photosynthetic rates, stomatal conductance and leaf water potential in 'Valencia' orange trees

Seasonal variation in environmental conditions may influence gas exchange rates as well as water relations in perennial species. This work was carried out to evaluate photosynthetic rates (A), transpiration (E), stomatal conductance (g) and leaf water potential (psi f ) in 'Valencia' orange trees grafted on four different rootstocks. Measurements were made twice a day: from 9h00 to 11h00 a.m. and from 1h00 to 3h00 p.m., during January, March and July. A and g were significantly lower and psif was significantly more negative, in the afternoon. The decrease in A may be related to the reduction in g, due to the increase in the vapor pressure deficit between the air and the leaf (VPDair-leaf ) in the afternoon, when temperatures are higher. In spite of the partial stomatal closure in the afternoon, the values for E were approximately the same as those measured in the morning, due to the increase in the VPDair-leaf . A decrease in A and g could also be noted from January to July, that is, from the hot and humid summer months, to the colder and drier winter ones. It was suggested that the decrease in A and g observed from January through March, may be related to the decrease in plant growth rates, which could have influenced the source-sink relationships, since the climatic conditions for both months were similar. The decrease in A and g showed in July, seems to be related to the decrease in both the night temperature and the growth rate of plants.Em espécies perenes podem ocorrer variações nas taxas de trocas gasosas e nas relações hídricas em função da variação das condições ambientais, durante os diferentes meses do ano. Avaliaram-se, em laranjeira ´Valência´ enxertada sobre quatro espécies de porta-enxerto, mantida sem deficiência hídrica, as taxas de fotossíntese (A) e de transpiração (E), a condutância estomática (g) e o potencial da água na folha (psi f ), medidos nos períodos da manhã (9h00 às 11h00) e da tarde (13h00 às 15h00) nos meses de janeiro, março e julho em Campinas - SP. As espécies de porta-enxertos não tiveram efeitos sobre as variáveis medidas. Independente do porta-enxerto A, g e Y f foram menores no período da tarde. A queda de A deve estar relacionada com a queda de g que diminuiu em resposta ao aumento do déficit de pressão de vapor entre o ar e a folha (DPVar-folha ) nos horários mais quentes do dia. Apesar de ocorrer fechamento parcial dos estômatos no período da tarde E foi similar ao período da manhã, devido ao aumento do DPVar-folha. Também observou-se queda em A e em g no sentido de janeiro para julho. Sugere-se que a queda em A e em g ocorrida em março em comparação a janeiro esteja relacionada à queda da atividade de crescimento da planta, afetando as relações fonte-dreno, visto que as condições ambientais nestes dois meses foram semelhantes. As quedas de A e de g observadas em julho, em relação à janeiro e março, parecem estar relacionadas tanto à queda na temperatura noturna quanto à queda na atividade de crescimento.5358Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP

TROCAS GASOSAS E RELAÇÕES HÍDRICAS EM LARANJEIRA 'VALÊNCIA' ENXERTADA SOBRE LIMOEIRO 'CRAVO' E TRIFOLIATA E SUBMETIDA À DEFICIÊNCIA HÍDRICA

Em citros, diferentes porta-enxertos podem afetar a tolerância da planta à deficiência hídrica. Neste trabalho, avaliaram-se, sob condições controladas, as taxas de assimilação de CO2 (A) e de transpiração (E), a condutância estomática (gs), a eficiência no uso da água (WUE), o potencial da água na folha (Yl) e o conteúdo relativo de água (RWC), em mudas de laranjeira 'Valência' sobre os porta-enxertos limoeiro 'Cravo' e Poncirus trifoliata (Trifoliata) submetidas à deficiência hídrica. As mudas foram cultivadas em vasos e a deficiência hídrica, aplicada pela suspensão da irrigação. Não houve decréscimo em A, E, WUE, Yl e RWC nas plantas quando o potencial da água no substrato (Ysb) esteve acima de -0,04 MPa, mostrando valores semelhantes entre os tratamentos. Para Ysb abaixo de -0,05 MPa, contudo, além de ter ocorrido queda nos valores de A, E, WUE, gs e Yl, as plantas sobre os dois porta-enxertos apresentaram respostas diferentes. As plantas sobre 'Cravo' iniciaram a queda em A, WUE e Yl um dia antes que as plantas sobre Trifoliata e levaram dois dias mais para se recuperarem. Em Ysb de -0,13 MPa, A atingiu 4,1 mmol/m2.s para o tratamento Trifoliata e 1,8 mmol/m2.s para o 'Cravo'. Os valores mínimos de A foram atingidos em Ysb de -0,23 MPa, sendo de 1,0 mmol/m2.s para o 'Cravo' e 2,0 mmol/m2.s para o Trifoliata. A manutenção de maiores valores de A, gs, WUE e Yl, em condições de limitação ao desenvolvimento do sistema radicular, sugeriu maior tolerância à deficiência hídrica de laranjeira 'Valência' enxertada sobre Trifoliata que sobre 'Cravo', em plantas em vasos

FOTOSSÍNTESE DE LARANJEIRA 'VALÊNCIA' ENXERTADA SOBRE QUATRO PORTA-ENXERTOS E SUBMETIDA À DEFICIÊNCIA HÍDRICA

Avaliou-se a taxa de assimilação de CO2 e o potencial da água nas folhas, em laranjeiras `Valência' com 18 meses de idade, em vasos, enxertadas em quatro tipos de porta-enxertos: limoeiro `Cravo', Trifoliata, citrange `Troyer' e tangerina `Cleópatra'. A deficiência hídrica foi obtida pela suspensão da irrigação até que a taxa de assimilação de CO2 atingisse valores aproximadamente nulos, quando, então, foram reirrigadas. Avaliou-se, também, a condutividade hidráulica dos porta-enxertos utilizados. Sem deficiência hídrica, a taxa de assimilação de CO2 foi menor nas plantas sobre os porta-enxertos `Troyer' e `Cleópatra', quando comparadas àquelas plantas sobre limoeiro `Cravo', que não se diferenciaram do Trifoliata. As maiores taxas de assimilação de CO2 foram observadas por volta das 11h, com 8 mmol/m2.s, seguidas por uma diminuição, provavelmente, em vista do aumento do déficit de pressão de vapor e da temperatura ambiente entre as 11 e as 14h. Após a suspensão da irrigação, a queda do potencial da água na folha foi semelhante em todas as plantas, independentemente dos porta-enxertos usados, porém, sobre `Cravo', a taxa de assimilação de CO2 decaiu mais rapidamente e recuperou-se mais vagarosamente. As plantas sobre esse porta-enxerto apresentaram, durante todo o período de deficiência hídrica, menor taxa de assimilação de CO2 que aquelas sobre Trifoliata e `Cleópatra', e semelhante ao `Troyer'. As plantas sobre Trifoliata recuperaram-se em três dias, enquanto as outras não se recuperaram totalmente. A condutividade hidráulica foi superior para o limoeiro `Cravo' e semelhante entre os demais porta-enxertos

CO2 assimilation, photosynthetic light response curves, and water relations of 'Pêra' sweet orange plants infected with Xylella fastidiosa

Plantas com clorose variegada dos citros (CVC), uma doença causada pela bactéria Xylella fastidiosa, restrita ao xilema, apresentam folhas com sintomas de deficiência hídrica, associados com diminuição na fotossíntese líquida e na taxa de transpiração. Utilizando-se plantas sadias e com CVC de laranjeira 'Pêra' sobre limoeiro 'Cravo', as variáveis de trocas gasosas foram medidas com sistema portátil aberto de fotossíntese. Todas as plantas foram irrigadas e o potencial da água na folha (Yw) medido pela técnica psicrométrica de termopar isopiéstico. Fotossíntese líquida (A) vs. concentração interna de CO2 na folha (curvas A/Ci) foram analisadas. O efeito relativo da resistência estomática sobre a fotossíntese (S%) e a estimativa da eficiência de carboxilação foram calculados. Taxas de fotossíntese e transpiração, condutância estomática e concentração interna de CO2 na folha (Ci) foram também medidas quando se variou a densidade de fluxo de fótons fotossinteticamente ativos (DFFFA). Os valores de S% foram 30 % maiores nas plantas doentes, comparados às sadias, e seu ponto de compensação de luz também foi maior e o ponto de saturação de luz nas plantas com CVC foi duas vezes menor. O menor Yw nas plantas doentes reforçou a hipótese de oclusão do xilema, que provavelmente causou o menor suprimento de água para o mesofilo, diminuindo as taxas de fotossíntese e de transpiração. Todavia, houve também uma redução nas atividades metabólicas da fotossíntese, representada pela baixa eficiência de carboxilação e distúrbios fotoquímicos detectados nas plantas doentes.Plants with citrus variegated chlorosis (CVC), a disease caused by the xylem-limited bacteria Xylella fastidiosa, have leaves with water deficiency symptoms and are associated with decreases on the net photosynthesis and transpiration rates. Using healthy and CVC-affected 'Pêra' sweet orange plants on 'Rangpur' lime rootstock, the leaf gas exchange variables were measured with an open-gas portable photosynthesis system. All plants were watered and the leaf water potential (Yw) was measured by isopiestic thermocouple psychrometric technique. The net photosynthesis (A) vs. internal leaf CO2 concentration (A/Ci curves) was analyzed. The relative effect of stomatal resistance on photosynthesis (S%) and the estimation of carboxylation efficiency were calculated. The rates of photosynthesis and transpiration, stomatal conductance, and internal leaf CO2 concentration (Ci) were also measured while varying the photosynthetic photon flux density (PPFD). The S% values were approximately 30 % greater in infected plants when compared to healthy ones. The light compensation point for diseased plants was higher than in the healthy ones, and the saturation light point in plants with CVC was twofold lower. The lower Yw in diseased plants favours the hypothesis of xylem occlusion, which probably caused a lower water supply to the mesophyll, thus decreasing the photosynthesis and transpiration rates. Nevertheless, there was also a reduction in the photosynthetic metabolic activities, represented by lower carboxylation efficiency and photochemical disturbances that were detected in diseased plants.Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP

Variação sazonal da fotossíntese, condutância estomática e potencial da água na folha de laranjeira 'Valência'

Em espécies perenes podem ocorrer variações nas taxas de trocas gasosas e nas relações hídricas em função da variação das condições ambientais, durante os diferentes meses do ano. Avaliaram-se, em laranjeira ´Valência´ enxertada sobre quatro espécies de porta-enxerto, mantida sem deficiência hídrica, as taxas de fotossíntese (A) e de transpiração (E), a condutância estomática (g) e o potencial da água na folha (psi f ), medidos nos períodos da manhã (9h00 às 11h00) e da tarde (13h00 às 15h00) nos meses de janeiro, março e julho em Campinas - SP. As espécies de porta-enxertos não tiveram efeitos sobre as variáveis medidas. Independente do porta-enxerto A, g e Y f foram menores no período da tarde. A queda de A deve estar relacionada com a queda de g que diminuiu em resposta ao aumento do déficit de pressão de vapor entre o ar e a folha (DPVar-folha ) nos horários mais quentes do dia. Apesar de ocorrer fechamento parcial dos estômatos no período da tarde E foi similar ao período da manhã, devido ao aumento do DPVar-folha. Também observou-se queda em A e em g no sentido de janeiro para julho. Sugere-se que a queda em A e em g ocorrida em março em comparação a janeiro esteja relacionada à queda da atividade de crescimento da planta, afetando as relações fonte-dreno, visto que as condições ambientais nestes dois meses foram semelhantes. As quedas de A e de g observadas em julho, em relação à janeiro e março, parecem estar relacionadas tanto à queda na temperatura noturna quanto à queda na atividade de crescimento.Seasonal variation in environmental conditions may influence gas exchange rates as well as water relations in perennial species. This work was carried out to evaluate photosynthetic rates (A), transpiration (E), stomatal conductance (g) and leaf water potential (psi f ) in 'Valencia' orange trees grafted on four different rootstocks. Measurements were made twice a day: from 9h00 to 11h00 a.m. and from 1h00 to 3h00 p.m., during January, March and July. A and g were significantly lower and psif was significantly more negative, in the afternoon. The decrease in A may be related to the reduction in g, due to the increase in the vapor pressure deficit between the air and the leaf (VPDair-leaf ) in the afternoon, when temperatures are higher. In spite of the partial stomatal closure in the afternoon, the values for E were approximately the same as those measured in the morning, due to the increase in the VPDair-leaf . A decrease in A and g could also be noted from January to July, that is, from the hot and humid summer months, to the colder and drier winter ones. It was suggested that the decrease in A and g observed from January through March, may be related to the decrease in plant growth rates, which could have influenced the source-sink relationships, since the climatic conditions for both months were similar. The decrease in A and g showed in July, seems to be related to the decrease in both the night temperature and the growth rate of plants.Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP