Growth and solar energy conversion in soybeans grown under four solar radiation levels

O crescimento e a conversão da energia solar em soja (Glicyne max (L.) Merr. cv. 'UFV'-2), sob quatro níveis de radiação solar incidente (30%, 50%, 70% e 100%), foram estudados em condições de campo. As colheitas de material foram realizadas em intervalos regulares de 14 dias. As taxas de crescimento da cultura decresceram com a redução da radiação solar, sendo as diferenças devidas a menores taxas assimilatórias líquidas e a menores índices de área foliar nas plantas sombreadas. A taxa assimilatória líquida e a taxa de crescimento relativo declinaram tanto com a ontogenia como com a redução da radiação solar. A razão de área foliar aumentou com sombreamento, devido principalmente às variações na área foliar específica, uma vez que a razão de peso foliar não apresentou alteração sensível. A eficiência de conversão da energia solar aumentou com o sombreamento e decresceu com a ontogenia das plantas. As eficiências máximas de conversão da energia solar foram 1,70 1,65%, 1,91% e 2,26% para 100%, 70%, 50% e 30% da luz solar incidente. Os valores da eficiência média de conversão da energia solar foram 0,33%, 0,48%, 0,45% e 0,59% em ordem decrescente de densidade do fluxo de luz.Growth and efficiency of solar energy conversion were studied in soybean (Glycine max (L.) Merrill) cv. UFV-2 grown under four levels (30%, 50%, 70% and 100%) of solar radiation incidence under field conditions. Plant samples were collected every 14 days regularly. Crop growth rates decreased with reduction of solar radiation, and these differences were due to reduced net assimilation rates and to smaller leaf areas presented by shaded plants. Net assimilation rate and relative growth rate declined with ontogeny as well as with reduction of solar radiation. The leaf area ration increased with shading, mainly due to variations in specific leaf area, because leaf weight ratio did not change significantly. The efficiency of solar energy conversion increased with shading and decreased with plant ontogeny. Maximum efflciencies of solar energy conversion were 1.70%, 1.65%, 1.91% and 2.26% for the 100%, 70%, 50% and 30% light treatments. The average efficiency of solar energy conversion throughout the entire crop cycle was of 0.33%, 0.48%, 0.45% and 0.59% for the decreasing light levels

The effect of artificial shading on microclimate conditions in a soybean crop

Foi estudado o efeito do sombreamento artificial sobre a resistência estomática e as condições microclimáticas na cultura da soja (Glycine max (L.) Merrill). As telas plásticas usadas para regular o nível de radiação solar (30%, 50%, 70% e 100%) alteraram a qualidade da luz incidente sobre as plantas. No entanto, a temperatura e a umidade relativa do ar não foram modificadas, embora a temperatura da copa das plantas tenha decrescido com o sombreamento. As plantas sombreadas apresentaram maiores valores de resistência estomática que as plantas expostas a plena radiação solar.The effect of artificial shading was studied on stomatal resistance and microclimate conditions in a soybean crop (Glycine max (L.) Merrill.). The plastic screen used to regulate the solar radiation level (30%, 50%, 70% and 100% of sunlight) altered the quality of the incident light on soybean plants. White the air temperature and relative humidity were not modifield, the canopy temperature was reduced by shading. Shaded plants showed greater values of stomatal resistance than the plants under full sunlight

Development and assimilate partitioning in Glycine max grown under four light flux densities

O desenvolvimento e a partição de assimilados foram estudados em soja Glycine max (L.) Merr. cv. 'UFV-2', submetida a quatro níveis de luz (30, 50, 70 e 100% da radiação solar incidente), em condições de campo. O número máximo de folhas e a altura máxima das plantas coincidiram com o início do enchimento de grãos em todos os níveis de luz. A redução da densidade do fluxo radiante produziu aumento na altura das plantas e redução no número de folhas e de vagens. O sombreamento alterou a partição de assimilados entre os diversos órgãos, mas não modificou a ordem sequencial dos drenos metabólicos preferenciais. As taxas de acúmulo de matéria seca em cada órgão foram tanto mais elevadas quanto maior o nível de luz incidente. As taxas de acúmulo de matéria seca das raízes foram mais afetadas pelo sombreamento do que as dos outros órgãos.Development and assimilate partitioning were studied in Glycine max (L.) Merr. cv. UFV-2 under tour light levels (30, 50, 70 and 100% of sunlight) in field conditions. Irrespective of light flux densities, the maximum number of leaves and maximum height of the plants were attained at the onset of grain filling. Stem elongation increased and the number of leaves and pods were reduced by decreasing light levels. Shading altered the assimilate partitioning among parts but did not change the sequential order of the preferential sinks. The dry matter rates of each organ increased as the light flux densities increased. The rates of root dry matter were more affected by shading than the rates of dry matter production of the other organs

Growth, dry matter production and productivity of soybean grown under four solar radiation levels

Foram estudados, em condições de campo, o crescimento, a produção de matéria seca e a produtividade da soja (Glycine max (L.) Merrill), sob quatro níveis de radiação solar incidente (30%. 50%, 70% e 100%). O crescimento apresentou três fases distintas: A inicial - da germinação à floração-, na qual o crescimento foi relativamente lento; a intermediária - entre a floração e o inicio do enchimento das sementes -, quando o crescimento foi acelerado; e a final - fase do desenvolvimento das sementes -, em que o crescimento voltou a ser muito lento, com tendência a atingir um patamar. O sombreamento reduziu o acúmulo de matéria seca na planta e nos seus órgãos. Os valores máximos da produção de matéria seca dos órgãos foram atingidos em torno do 92º dia para as folhas, 104º para as raízes, independentemente do nível de luz; no caule ao 103º dia a meia e plena radiação, e ao 108º dia após a emergência, nos níveis de 30% e 70% da luz incidente. Houve uma defasagem de dez a quinze dias entre os crescimentos máximos do caule e folha. A matéria seca acumulada nos pericarpos e sementes aumentou vigorosamente até a colheita final nos maiores níveis de luz, e de forma lenta nos menores níveis de radiação incidente. Houve uma correlação linear (R2 = 0,97) entre o rendimento de sementes e a biomassa. O sombreamento prolongou o período de acúmulo de matéria seca dos diversos órgãos, principalmente o período de maturação. A redução da radiação solar aumentou a razão parte aérea/sistema radicular, o acamamento de plantas e o aborto de flores e vagens. Já o índice de colheita não foi alterado pelos diferentes níveis de luz.Growth, dry matter production and productivity of soybean (Glycine max (L.) Merril), grown under field conditions al four light levels (30%, 50%, 70% and 100% of sunlight) were studied. Soybean growth presented three distinct phases: initial phase, from germination to flowering, in which growth was relatively slow, intermediate phase, between flowering and beginning of seed filling, when growth was accelerated; and, phase of seed development, when growth was very slow, with tendency of reaching a plateau. Shading reduced dry matter accumulation in the whole plant and its organs. Maximum dry weight productions of the organs were reached at the 92nd day for the leaves, at the 104th day for the roots, independently of light levels, at the 103rd day under half to full sunlight, and at the 108th day after emergence at 30% and 70% of sunlight for stens. There was a ten to fifteen-day difference between maximum stem and leaf growth. The dry matter accumulated in pericarps and seeds increased strongly until to final harvest in the highest light levels and slowly in the lowest light levels. There was a straight linear correlation (R² = 0.97) between yield and biomass. Shading extended the period of dry matter accumulation to all organs, meanly the maturation time. Solar radiation reduction increased shoot/root ratio, plant lodging and flower and pod drops. The harvest index was not modified by light levels

Growth and solar energy conversion in common bean grown under three nitrogen levels and two water systems

Foram estudados, em casa de vegetação, o crescimento e a conversão da energia solar em feijão (Phaseolus vulgaris L.) C.V. Negrito 897, adubado com três doses de nitrogênio (50, 125 e 200 ppm de N) e submetido a dois regimes hídricos (Capacidade de campo e estresse hídrico cíclico de -0,03 a -1,0 MPa). O regime hídrico apresentou maior efeito no crescimento do que as doses de N, embora a dose elevada desse elemento tenha minimizado o efeito do déficit hídrico, provocando maior endurecimento dessas plantas, causado pelo maior desenvolvimento das raízes. O déficit hídrico reduziu e o incremento da dose de N aumentou a eficiência de conversão de energia solar.Growth and solar energy conversion in common bean (Phaseolus vulgaris L.) cv. Negrito 897 grown under three nitrogen levels (50, 125 and 200 ppm of N) ad two water systems (field capacity and cyclic water stress from -0.03 to - 1.0 MPa) were studied in the greenhouse; The water system showed greater effect on growth than nitrogen levels, though high nitrogen level minimized the hydric stress effects, producing plant hardening by increment in the root development. The water deficit reduced and high nitrogen level increased the efficiency of solar energy conversion

Efeito da densidade do fluxo radiante sobre a nodulação da soja

The effect of light flux density (30%, 50%, 70% and 100% of sunlight) on soybean (Glycine max (L.) Merrill cv. UFV-2) nodulation was studied under field conditions. Shade reduced the number, dry weight, growth rate of nodules, and also accelerated their senescence. Nodule number, dry weight and growth rate decayed quickly during pod filling, evidencing a competition for assimilate between seeds and nodules. Nitrogen content was shown to be related to light flux density.Estudou-se, em condições de campo, o efeito do nível da radiação solar incidente (30%, 50%, 70% e 100%) na nodulação da soja (Glycine max (L.) Merrill) cv. 'UFV-2'. O sombreamento reduziu o número médio, a matéria seca e a taxa de crescimento dos nódulos, e acelerou a senescência nodular. O número, a matéria seca e a taxa de crescimento dos nódulos declinaram rapidamente no período de enchimento das vagens, mostrando haver uma competição por assimilados entre as sementes e os nódulos. O conteúdo de nitrogênio foi positivamente relacionado com a densidade do fluxo da radiação solar

Development and assimilate partition in Phaseolus vulgaris as a function of three light levels and three nitrogen doses

O crescimento, a morfologia, a partição de assimilados e a produção de matéria seca foram estudados em Phaseolus vulgaris L. cv. Negrito 897, em condições de campo, sob três níveis de radiação solar (100%, 70% e 30%) e três doses de nitrogênio (zero, 30 e 60 kg de N/ha). A variação da densidade do fluxo radiante e das doses de nitrogênio induziu a planta a modificar a distribuição dos seus fotoassimilados, alterando, consequentemente, seu crescimento e morfologia. A redução da radiação solar e o incremento das doses de nitrogênio promoveram o aumento da altura e da área foliar das plantas. O aumento da razão parte aérea e sistema radicular promovida pelo sombreamento, associado com o incremento das doses de nitrogênio, alterou a partição de assimilados entre os órgãos, resultando em menor proporção de assimilados nas raízes. A ordem sequencial dos drenos metabólicos preferenciais, no entanto, não foi alterada pelos níveis de luz e doses de nitrogênio. A diminuição da radiação solar incidente e das doses de nitrogênio reduziu as taxas de acúmulo de matéria seca na planta toda e em suas partes. Observou-se uma interação significativa entre luz e nitrogênio, em relação ao número de sementes, sendo o maior número alcançado ao nível de 100% de radiação associado com 60 kg de N/ha. A redução da densidade do fluxo radiante promoveu uma diminuição na temperatura da copa das plantas, o que, possivelmente, retardou a senescência de órgãos das plantas sombreadas. Growth, morphology, assimilate partition and dry matter production were studied in Phaseolus vulgaris L. cv. Negrito 897, under field conditions, at three light levels (30%, 70% and 100% of sunlight) and three nitrogen doses (zero, 30 and 60 kg of N/ha). Light flux densities and nitrogen levels induced modifications on the pattern of assimilate distribution, changing the growth and morphology of the plant. Solar energy reduction associated to an increase in nitrogen levels increased stem elongation and leaf area. Shoot/root ratio increased with shading and/or increment of nitrogen levels, changing the normal assimilate partition among organs, and proportionally, less amount of assimilate was exported to roots. However, the preferential sink sequence was not changed by treatments. The rate of dry matter production of the whole plant and its parts decreased with decreasing nitrogen levels and/or shading. A significant interaction between light and nitrogen on one hand and number and dry weight of the seeds on the other was observed. Reduction in light levels decreased the shoot temperature and, probably, delayed the senescence of the plant parts as a consequence of shading.

Efeito da água e do nitrogênio sobre a fotossíntese, respiração e resistência estomática em Phaseolus vulgaris

Net photosynthesis, respiration and stomatal resistance were studied in Phaseolus vulgaris L. cv. Negrito 897, under three nitrogen levels (50, 125 and 200 ppm) and two water regimes, field capacity (≈-0.03 MPa) and cyclic water deficit (≈-0.03 to -1.0 MPa), in the greenhouse. The determinations were made on the first, third and fifth leaves. Stomatal resistance and dark respiration increased with water deficit while photosynthesis decreased. Plants grown at field capacity showed an increase in the net photosynthetic rate and a decrease in stomatal resistance with increasing nitrogen levels. The fifth leaf exhibited an increase in stomatal resistance with enhanced nitrogen levels. Dark respiration rates did not show a clear relation with nitrogen levels and stomatal resistance in all leaves studied. In stressed plants, there was no relation between photosynthetic rates and nitrogen levels in the three leaf ages. The physiological parameters studied were more affected by water regime than by nitrogen level. However, nitrogen promoted a marked plant adaptation to water stress by reducing its effect.Foram estudadas a fotossíntese líquida, a respiração e a resistência estomática em Phaseolus vulgaris L. cv. Negrito 897, em condições de casa de vegetação, adubado com três doses de nitrogênio (50, 125 e 200 ppm) e submetido a dois regimes hídricos, capacidade de campo (≈-0,03 MPa) e déficit hídrico cíclico (de ≈ -0,03 a ≈ -1,0 MPa). As medições foram realizadas no primeiro, no terceiro e no quinto trifólio. A resistência estomática aumentou com o déficit hídrico, a fotossíntese decresceu e a respiração aumentou. Nas plantas túrgidas, a fotossíntese líquida aumentou com o incremento na dose de nitrogênio, sendo acompanhada de decréscimo na resistência estomática, com exceção do quinto trifólio, que aumentou com o incremento na dose de nitrogênio. A respiração no escuro não apresentou nítida relação com as doses de nitrogênio e resistência estomática nas três folhas estudadas. Nas plantas estressadas, não houve uma relação entre a fotossíntese e as doses de nitrogênio das três folhas estudadas. Os resultados demonstraram que esses fatores foram mais influenciados pelo regime hídrico do que pelo nível de nitrogênio. Todavia, o nitrogênio, de modo geral, promoveu maior adaptação das plantas ao estresse hídrico, minimizando o seu efeito.

The effects of nitrogen and light levels on carbohydrate and nitrogen contents in Phaseolus vulgaris

Os efeitos da combinação de três níveis de radiação solar incidente (30%, 70% e 100%) e de três doses de nitrogênio (0, 30 e 60 kg/ha de N) sobre os teores de carboidratos solúveis totais, amido e nitrogênio foram estudados em plantas de Phaseolus vulgaris L. cv. Negrito 897, em condições de campo, durante todo o ciclo da cultura. O aumento da densidade do fluxo luminoso e o das doses de nitrogênio promoveram um incremento nos teores de carboidratos e nitrogênio nos diversos órgãos da planta, sendo os valores máximos observados aos níveis de 70% e 100% de radiação solar e a 30 e 60 kg/ha de N. A 30% de radiação solar incidente e a 30 e 60 kg/ha de N, ocorreu uma redução mais acentuada nos teores dos compostos estudados nas diversas partes da planta, enquanto no tratamento ao qual não se adicionou nitrogênio, independentemente dos níveis de radiação solar, obtiveram-se, também, baixos teores de carboidratos e nitrogênio. Em todos os tratamentos, o acúmulo de nitrogênio total, nas partes da planta, foi proporcional à produção de matéria seca. Observou-se estreita correlação entre o teor de nitrogênio nas folhas, no início da floração, e o número de vagens, na maturação. O maior acúmulo de carboidratos e nitrogênio nas sementes no período de maturidade fisiológica, nos níveis de 70% e 100% de radiação e a 30 e 60 kg/ha de N, deveu-se, principalmente, à fotossíntese e mobilização de assimilados do tecido foliar durante o enchimento de grãos, bem como à mobilização de assimilados armazenados nos caules e raízes durante a fase vegetativa. The effects of three light levels (30%, 70% and 100% of incident sunlight) combined with three nitrogen doses (0, 30 and 60 kg/ha of N) on total soluble carbohydrate, starch and nitrogen contents were studied in Phaseolus vulgaris L. cv. Negrito 897, grown under field conditions, during the entire cycle of the crop. The carbohydrate and nitrogen contents in the plant parts increased with the increase of the light and nitrogen levels. Maxima values are observed under 70% and 100% of sunlight combined with 30 and 60 kg/ha of N. A sharp reduction on carbohydrate and nitrogen contents was observed in all plant parts, caused by the lowest light level associated with high nitrogen levels (30 and 60 kg/ha of N). Lower carbohydrate and nitrogen contents were obtained by no nitrogen addition, independently of light levels. The total nitrogen contents in the plant organs was proportional to dry matter production. A close correlation between leaf nitrogen content at onset of the flowering stage and number of pods at maturation was found. The high accumulation of carbohydrate and nitrogen in the seeds caused by high nitrogen and light levels was due mainly to photosynthesis and assimilate mobilization of leaf tissues during grain filling, as well as mobilization of assimilate stored in stems and roots during the vegetative phase.