Photosynthetic responses of young cashew plants to varying environmental conditions

O objetivo deste trabalho foi caracterizar as respostas das trocas gasosas de plantas jovens de cajueiro à densidade de fluxo de fótons fotossintético (DFFF), temperatura, déficit de pressão de vapor (DPV) e concentração interna de CO2 (Ci), sob condições controladas. Cursos diários das trocas gasosas e de variáveis de fluorescência da clorofila a foram obtidos sob condições naturais. A taxa de assimilação de CO2 máxima foi de cerca de 13 mmol m-2 s-1, com saturação pela luz em torno de 1.000 mmol m-2 s-1. As temperaturas das folhas entre 25oC e 35oC corresponderam à faixa ótima para a fotossíntese. Os estômatos mostraram-se sensíveis ao CO2 e se fecharam com aumentos de Ci. Aumentos do DPV exerceram pequeno efeito sobre a taxa de assimilação de CO2, com uma pequena diminuição acima de 2,5 kPa. Os estômatos, no entanto, foram fortemente afetados pelo DPV, com fechamento gradativo acima de 1,5 kPa. As condutâncias estomáticas, reduzidas em altos DPVs, foram eficientes em restringir as perdas de água pela transpiração e demonstraram adaptação da espécie a ambientes secos. Sob irradiância natural, a taxa de assimilação de CO2 apresentou saturação no início da manhã, variando posteriormente com as variações da DFFF. Decréscimos transientes da razão Fv/Fm foram registrados em torno de 11h, o que indica a ocorrência de fotoinibição. Decréscimos da eficiência de captura da energia de excitação, decréscimos da eficiência efetiva do fotossistema II e aumentos da extinção não-fotoquímica foram consistentes com a ocorrência de fotoproteção sob irradiância excessiva.The aim of this study was to characterize gas exchange responses of young cashew plants to varying photosynthetic photon flux density (PPFD), temperature, vapor-pressure deficit (VPD), and intercellular CO2 concentration (Ci), under controlled conditions. Daily courses of gas exchange and chlorophyll a fluorescence parameters were measured under natural conditions. Maximum CO2 assimilation rates, under optimal controlled conditions, were about 13 mmol m-2 s-1, with light saturation around 1,000 mmol m-2 s-1. Leaf temperatures between 25oC and 35oC were optimal for photosynthesis. Stomata showed sensitivity to CO2, and a closing response with increasing Ci. Increasing VPD had a small effect on CO2 assimilation rates, with a small decrease above 2.5 kPa. Stomata, however, were strongly affected by VPD, exhibiting gradual closure above 1.5 kPa. The reduced stomatal conductances at high VPD were efficient in restricting water losses by transpiration, demonstrating the species adaptability to dry environments. Under natural irradiance, CO2 assimilation rates were saturated in early morning, following thereafter the PPFD changes. Transient Fv/Fm decreases were registered around 11h, indicating the occurrence of photoinhibition. Decreases of excitation capture efficiency, decreases of effective quantum yield of photosystem II, and increases in non-photochemical quenching were consistent with the occurrence of photoprotection under excessive irradiance levels

Rootstocks induce contrasting photosynthetic responses of orange plants to low night temperature without affecting the antioxidant metabolism

Low temperatures negatively impact the metabolism of orange trees, and the extent of damage can be influenced by the rootstock. We evaluated the effects of low nocturnal temperatures on Valencia orange scions grafted on Rangpur lime or Swingle citrumelo rootstocks. We exposed six-month-old plants to night temperatures of 20ºC and 8ºC under controlled conditions. After decreasing the temperature to 8ºC, there were decreases in leaf CO2 assimilation, stomatal conductance, mesophyll conductance and CO2 concentration in the chloroplasts, in plant hydraulic conductivity and in the maximum electron transport rate driven ribulose-1,5-bisphosphate (RuBP) regeneration in plants grafted on both rootstocks. However, the effects of low night temperature were more severe in plants grafted on Rangpur rootstock, which also presented reduction in the maximum rate of RuBP carboxylation and in the maximum quantum efficiency of the PSII. In general, irreversible damage due to night chilling was found in the photosynthetic apparatus of plants grafted on Rangpur lime. Low night temperatures induced similar changes in the antioxidant metabolism, preventing oxidative damage in citrus leaves on both rootstocks. As photosynthesis is linked to plant growth, our findings indicate that the rootstock may improve the performance of citrus trees in environments with low night temperatures, with Swingle rootstock improving the photosynthetic acclimation in leaves of orange plants.2635Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq

Variabilidade de indicadores fisiológicos de resistência à salinidade entre genótipos de cajueiro-anão e gigante

The objective of this work was to evaluate the resistance to salinity of cashew genotypes from dwarf and giant groups, with seedlings in pregrafting phase, using physiological indicators. Germination and seedling initial growth of ten rootstock genotypes were evaluated under two salinity conditions: substrate irrigated with distilled water or with 50‑mmol L-1 NaCl solution, until the eight mature leaves stage (28 days after sowing). The seedlings were irrigated with Hoagland & Arnon nutrient solution, for ten more days. Physiological indicators of resistance – Na+ and K+ contents and K+/Na+ relation, in leaves and roots – did not differ between genotypes, in the absence or presence of salinity. The indicators and prolin contents were not correlated to the accumulated mass in roots and leaves. Under salinity conditions, the genotypes from the dwarf group showed higher root mass in comparison to those from the giant group, which had greater mass allocation in leaves. There was low genetic variability within each group. Regarding root and leaf growth, there was variability between groups, in both salinity conditions.O objetivo deste trabalho foi avaliar a resistência à salinidade de genótipos de cajueiro dos grupos anão e gigante, em mudas em fase de enxertia, com o uso de indicadores fisiológicos. A germinação e o crescimento inicial de plântulas de dez genótipos de porta‑enxertos foram avaliados sob duas condições de salinidade: irrigação do substrato com água destilada ou com solução de NaCl 50 mmol L-1, até o estádio de oito folhas maduras (28 dias após o plantio). As mudas foram irrigadas com solução nutritiva de Hoagland & Arnon por mais dez dias. Os indicadores fisiológicos de resistência – concentrações de Na+ e K+ e relação K+/Na+, em folhas e raízes – não diferiram entre os genótipos, na ausência ou na presença de salinidade. Os indicadores e as concentrações de prolina não se correlacionaram com a massa acumulada em raízes e folhas. Sob salinidade, os genótipos do grupo anão apresentaram maior massa radicular em comparação aos do grupo gigante, que tiveram maior alocação de massa em folhas. Houve baixa variabilidade genética dentro de cada grupo. Quanto ao crescimento de raízes e folhas, houve variabilidade entre os grupos, nas duas condições de salinidade

SECA E SALINIDADE NA RESPOSTA ANTIOXIDATIVA DE RAÍZES DE FEIJÃO CAUPI

A seca, a salinidade no solo são fatores ambientais que limitam o crescimento vegetal e a produtividade agrícola. No entanto, as plantas se aclimatam a esses estresses abióticos utilizando diversos sistemas de defesa fisiológicos. A comunidade científica vem a cada dia aumentando o interesse pelas respostas fisiológicas das plantas a condições de estresses ambientais, devido ao fato de muitos dos mecanismos utilizados, ainda não serem completamente compreendidos. Uma vez entendidas, as estratégias de reação aos estresses ambientais poderão ser utilizadas como ferramentas nos programas de melhoramento vegetal, para a produção de plantas economicamente importantes, que sejam mais resistentes a esses fatores. Considerando assim o estudo dos mecanismos envolvidos na defesa de plantas, em especial o feijão caupi aos estresses salino e seca, buscou-se reunir nessa revisão informações relevantes que possam nortear o desenvolvimento de pesquisas sobre a defesa bioquímica/metabólica de plantas aos estresses abióticos em questão

Not avaliable

Plantas de cana- de-açúcar, cv NA-5679, foram cultivadas em solução nutritiva contendo 3 concentrações crescentes de K+ (0,1; 6,0 e 12,0 mM) e 3 de N-N0-3 (1,0, 9,0 e 18,0 mM), resultando 9 combinações K-N diferentes. Os resultados foram obtidos em 3 períodos: 2, 4 e 6 meses de idade. O ensaio foi conduzido em condições de casa de vegetação, localizada no Centro de Energia Nuclear na Agricultura (CENA), em Piracicaba, São Paulo. O delineamento estatístico empregado foi o de blocos inteiramente casualizados, utilizando-se 9 tratamentos com 3 repetições. O trabalho objetivou fundamentalmente estudar a participação de potássio e nitrogênio e o equilíbrio nutricional desses elementos sobre alguns aspectos do acúmulo, composição e migração de açúcares das folhas até o colmo e interelação com o processo de redução do N-N-3. Os resultados obtidos permitem observar que o K+ interfere decisivamente na concentração, produção e migração de açucares das folhas até o colmo. Níveis crescentes de potássio provocam aumentos na concentração e produção de sacarose e açúcares redutores totais (ART), diminuição na concentração de açucares redutores (AR) e aumento na migração de açúcares das folhas até o colmo. Plantas deficientes em potássio apresentam acúmulo de açúcares redutores, N-αNH2 solúvel e alta relação folha/ colmo em termos de matéria seca e de açúcares. O acúmulo de N-αNH2 solúvel nas plantas deficientes em potássio deve ser provocado, provavelmente, por um descompasso entre a taxa de síntese de proteínas, que nessas plantas e diminuída, e a taxa de redução do nitrato, que permanece a mesma, seja em plantas normais, seja nas deficientes em potássio. Além disso, deve-se considerar que a taxa de acúmulo de N-αNH2 também e a mesma. tanto em plantas normais, quanto nas mantidas em deficiência de potássio. O nitrogênio também afeta a concentração, produção e migração de açucares. Plantas deficientes em nitrogênio apresentam baixa con centração de sacarose e açúcares redutores totais (ART), acúmulo de sacarose nas folhas e alta relação folha/colmo, sugerindo haver diminuição na migração de sacarose das folhas até o colmo. Ao contrário do potássio, altos níveis de nitrogênio reduzem a concentração e produção de sacarose e açúcares redutores totais (ART), além de reduzir o crescimento da planta como um todo, em termos de acúmulo de matéria seca. Os resultados sugerem a existência de uma relação K/N nas folhas considerada ótima para a máxima concentração de sacarose no colmo, já que existe uma estreita e positiva correlação entre os valores da relação K/N em massa e a porcentagem de sacarose no colmo. A relação K/N Ótima encontrada apresenta valor de 0,94, correspondendo a 2,33% de K+ e 2,41% de N-Total nas folhas 3+ e 4+, aos 6 meses de idade, sendo tal combinação responsável pela maior concentração e produção de sacarose e açucares redutores totais (ART) e acúmulo de matéria seca total na planta.The objective of this research work was to study the participation of potassium and nitrogen and their ratios, in biochemical and physiological aspects of the accumulation, composition and translocation of sugars from the leaves to the stalks and to study the interrelationship between the N-3 - N reduction process and sugar concentration, in sugarcane plants cv. NA 5679. The sugarcane plants were grown in nutrient solution containing three different levels of K+ (0.1, 6 and 12 mM) and three different levels of N-3 - N (1.9 and 18 mM), with 9 different K-N combinations and 3 replicates of each. Data were collected at 2, 4 and 6 months after transplanting into the nutrient solutions. K+ concentration affected the composition, concentration, production and translocation of sugars from the leaves to the stalks. Increasing levels of potassium enhances the concentration and production of sucrose and total reducing sugars. (TRS), but decrease the concentration of reducing sugars (RS) and increase the translocation of sugars from the leaves to the stalks. K-deficient plants show an accumulation of reducing sugars and α-NH2 - N and a high leaf/stalk ratio in terms of dry matter and total reducing sugars (TRS). The accumulation of α-NH2 - N in the K-deficient plants was due probably to an unbalance between the rate of protein synthesis which decreases in these plants, and the rate of nitrate reduction which remains the same in either normal and K-deficient plants. It should be emphasized that the rate of accumulation of α-NH2 - N is also the same in the plants maintained in either condition. The nitrogen concentration affects the composition, concentration, production and translocation of sugars. N-deficient plants have a low concentration and production of sucrose and reducing sugars (RS) in the stalks. On the other hand, an accumulation of sucrose in the leaves and high leaf/stalk ratio are observed, which suggests a low rate of translocation of sucrose from the leaves to the stalks. Contrary to potassium, high nitrogen concentrations reduces the concentration and production of sucrose and total reducing sugars (TRS), and reduces the growth of the plants in terms of dry matter. The results suggest that there is an optimum K/N ratio in the leaves determining a maximum sucrose concentration in the stalks, since a narrow and positive correlation exists between the K/N ratio and sucrose percentage in the stalks

Not avaliable

Plantas de cana- de-açúcar, cv NA-5679, foram cultivadas em solução nutritiva contendo 3 concentrações crescentes de K+ (0,1; 6,0 e 12,0 mM) e 3 de N-N0-3 (1,0, 9,0 e 18,0 mM), resultando 9 combinações K-N diferentes. Os resultados foram obtidos em 3 períodos: 2, 4 e 6 meses de idade. O ensaio foi conduzido em condições de casa de vegetação, localizada no Centro de Energia Nuclear na Agricultura (CENA), em Piracicaba, São Paulo. O delineamento estatístico empregado foi o de blocos inteiramente casualizados, utilizando-se 9 tratamentos com 3 repetições. O trabalho objetivou fundamentalmente estudar a participação de potássio e nitrogênio e o equilíbrio nutricional desses elementos sobre alguns aspectos do acúmulo, composição e migração de açúcares das folhas até o colmo e interelação com o processo de redução do N-N-3. Os resultados obtidos permitem observar que o K+ interfere decisivamente na concentração, produção e migração de açucares das folhas até o colmo. Níveis crescentes de potássio provocam aumentos na concentração e produção de sacarose e açúcares redutores totais (ART), diminuição na concentração de açucares redutores (AR) e aumento na migração de açúcares das folhas até o colmo. Plantas deficientes em potássio apresentam acúmulo de açúcares redutores, N-αNH2 solúvel e alta relação folha/ colmo em termos de matéria seca e de açúcares. O acúmulo de N-αNH2 solúvel nas plantas deficientes em potássio deve ser provocado, provavelmente, por um descompasso entre a taxa de síntese de proteínas, que nessas plantas e diminuída, e a taxa de redução do nitrato, que permanece a mesma, seja em plantas normais, seja nas deficientes em potássio. Além disso, deve-se considerar que a taxa de acúmulo de N-αNH2 também e a mesma. tanto em plantas normais, quanto nas mantidas em deficiência de potássio. O nitrogênio também afeta a concentração, produção e migração de açucares. Plantas deficientes em nitrogênio apresentam baixa con centração de sacarose e açúcares redutores totais (ART), acúmulo de sacarose nas folhas e alta relação folha/colmo, sugerindo haver diminuição na migração de sacarose das folhas até o colmo. Ao contrário do potássio, altos níveis de nitrogênio reduzem a concentração e produção de sacarose e açúcares redutores totais (ART), além de reduzir o crescimento da planta como um todo, em termos de acúmulo de matéria seca. Os resultados sugerem a existência de uma relação K/N nas folhas considerada ótima para a máxima concentração de sacarose no colmo, já que existe uma estreita e positiva correlação entre os valores da relação K/N em massa e a porcentagem de sacarose no colmo. A relação K/N Ótima encontrada apresenta valor de 0,94, correspondendo a 2,33% de K+ e 2,41% de N-Total nas folhas 3+ e 4+, aos 6 meses de idade, sendo tal combinação responsável pela maior concentração e produção de sacarose e açucares redutores totais (ART) e acúmulo de matéria seca total na planta.The objective of this research work was to study the participation of potassium and nitrogen and their ratios, in biochemical and physiological aspects of the accumulation, composition and translocation of sugars from the leaves to the stalks and to study the interrelationship between the N-3 - N reduction process and sugar concentration, in sugarcane plants cv. NA 5679. The sugarcane plants were grown in nutrient solution containing three different levels of K+ (0.1, 6 and 12 mM) and three different levels of N-3 - N (1.9 and 18 mM), with 9 different K-N combinations and 3 replicates of each. Data were collected at 2, 4 and 6 months after transplanting into the nutrient solutions. K+ concentration affected the composition, concentration, production and translocation of sugars from the leaves to the stalks. Increasing levels of potassium enhances the concentration and production of sucrose and total reducing sugars. (TRS), but decrease the concentration of reducing sugars (RS) and increase the translocation of sugars from the leaves to the stalks. K-deficient plants show an accumulation of reducing sugars and α-NH2 - N and a high leaf/stalk ratio in terms of dry matter and total reducing sugars (TRS). The accumulation of α-NH2 - N in the K-deficient plants was due probably to an unbalance between the rate of protein synthesis which decreases in these plants, and the rate of nitrate reduction which remains the same in either normal and K-deficient plants. It should be emphasized that the rate of accumulation of α-NH2 - N is also the same in the plants maintained in either condition. The nitrogen concentration affects the composition, concentration, production and translocation of sugars. N-deficient plants have a low concentration and production of sucrose and reducing sugars (RS) in the stalks. On the other hand, an accumulation of sucrose in the leaves and high leaf/stalk ratio are observed, which suggests a low rate of translocation of sucrose from the leaves to the stalks. Contrary to potassium, high nitrogen concentrations reduces the concentration and production of sucrose and total reducing sugars (TRS), and reduces the growth of the plants in terms of dry matter. The results suggest that there is an optimum K/N ratio in the leaves determining a maximum sucrose concentration in the stalks, since a narrow and positive correlation exists between the K/N ratio and sucrose percentage in the stalks

Nitrate utilization and carbohydrate distribution as affected by nitrogen and potassium nutrition in sugar cane plants

Cana-de-açúcar foi cultivada em casa de vegetação e solução nutritiva com nove combinações x K. Os níveis de N e K, isoladamente, mais que a interação entre NK, afetaram de maneira diferente a distribuição de fitomassa entre raízes, colmos e folhas. A combinação N2K3 foi a que proporcionou menores valores de atividade da redutase do nitrato e menores concentrações de nitrato e N-amino solúvel em relação a N2K1 e N2K2. O índice de conversão de N (kg colmo/kg N) diminuiu em função do aumento do nível de N e nas plantas deficientes em K. Os tratamentos com níveis elevados de N apresentaram menores concentrações de açúcares redutores e sacarose. A combinação N2K3 apresentou maiores concentrações de sacarose em folhas e colmos. O maior rendimento no tratamento N2K3 deve estar relacionado a um equilíbrio funcional mais favorável quanto à produção e mobilização de sacarose para colmos e custos energéticos menores para utilização de nitrogênio.The experiment was carried out in a greenhouse and in nutrient solutions with three combination of with three K levels each combination. The N and K levels, alone, affected the dry matter distribution between roots, stalks and leaves, more than N-K interactions. N and K-deficient plants presented the lowest growth of leaves and stalks, respectively. The N2K3 combination promoted the largest dry matter accumulation in the stalks. These plants showed lower nitrate and soluble N-amino concentrations and lower nitrate reductase activity than N2K1 and N2K2. The protein concentration was altered only by N deficiency. The N conversion index (kg of stalk/kg of N) was reduced by increasing N levels and in K-deficient plants. The highest N levels caused decreases in the concentrations of sucrose and reducing sugars in leaves and stalks. The N2K3 combination showed the highest levels of sucrose in leaves and stalks. The highest yield in N2K3 combination may be related with higher photosynthetic efficiency, higher sucrose translocation to the stalk and lower energetic costs of nitrogen utilization