AIDAR, S. de T.

ANGELOTTI, F.

BARBOSA, L. G.

PINHEIRO, G. S.

SANTOS, C. A. F.

SANTOS, R. M.

Diante das possíveis mudanças climáticas, agravadas pelo aumento do consumo de combustíveis fósseis, o setor agrícola precisa estar preparado para enfrentar as consequências destas mudanças, já que impactos fisiológicos podem incidir mais fortemente sobre a produtividade e o manejo de plantas de metabolismo fotossintético C3. Assim, objetivou-se avaliar o comportamento fisiológico do feijão-caupi em ambiente enriquecido com dióxido de carbono (CO2 ). Utilizaram-se duas cultivares de feijão-caupi, BRS Tapaihum e BRS Marataoã. As plantas foram cultivadas em câmara de crescimento com temperatura de 29 °C/dia e 23 °C/noite, combinada com duas concentrações de CO2, 360 ppm e 550ppm, por um período de 90 dias. Os parâmetros avaliados foram: fotossíntese, condutância estomática, transpiração e conteúdo de clorofila. As cultivares estudadas apresentaram redução na condutância estomática com o incremento de CO2. A cultivar BRS Marataoã obteve uma redução em 26,82% na transpiração em concentração de 550 ppm. Não houve diferença quanto à fotossíntese e conteúdo de clorofila entre os tratamentos

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Comportamento Fisiológico de Feijão-Caupi sob Diferentes Concentrações de CO2.  Comportamento Fisiológico de Feijão-Caupi sob Diferentes Concentrações de CO2   Laise Guerra Barbosa1; Roberta Machado Santos2; Giselle Sousa Pinheiro3; Francislene Angelotti 4; Saulo de Tarso Aidar 4; Carlos Antonio Fernandes dos Santos4   Resumo  Diante das possíveis mudanças climáticas, agravadas pelo aumento do consumo de combustíveis fósseis, o setor agrícola precisa estar preparado para enfrentar as consequências destas mudanças, já que impactos fisiológicos podem incidir mais fortemente sobre a produtividade e o manejo de plantas de metabolismo fotossintético C3. Assim, objetivou-se avaliar o comportamento fisiológico do feijão-caupi em ambiente enriquecido com dióxido de carbono (CO2 ). Utilizaram-se duas cultivares de feijão-caupi, BRS Tapaihum e BRS Marataoã. As plantas foram cultivadas em câmara de crescimento com temperatura de 29 °C/dia e 23 °C/noite, combinada com duas concentrações de CO2, 360 ppm e 550ppm, por um período de 90 dias. Os parâmetros avaliados foram: fotossíntese, condutância estomática, transpiração e conteúdo de clorofila. As cultivares estudadas apresentaram redução na condutância estomática com o incremento de CO2. A cultivar BRS Marataoã obteve uma redução em 26,82% na transpiração em concentração de 550 ppm. Não houve diferença quanto à fotossíntese e conteúdo de clorofila entre os tratamentos.  Palavras-chave: dióxido de carbono, mudanças climáticas, Vigna unguiculata.   Introdução Os aumentos globais de CO2 são atribuídos, principalmente, ao uso de combustíveis fósseis e à mudança no uso da terra. Nos últimos 250 anos, a concentração de CO2 na atmosfera aumentou de 290 ppm para 379 ppm. A previsão é que, em 2100, tal concentração chegue a 580 ppm, o que seria o dobro da concentração existente na atmosfera antes da Revolução Industrial (INTERGOVERNMENTAL GROUP ON CLIMATE CHANGE, 2007). Atenção maior tem sido dada ao CO2, uma vez que o volume de suas emissões para a atmosfera representa em torno de 60% do total das emissões de gases de efeito estufa.  O CO2, além de atuar como gás de efeito estufa, aumentando a temperatura terrestre, pode causar impactos diretos e indiretos nos agroecossistemas e, em particular, os processos fotossintéticos. Estas alterações poderão variar com as espécies, dependendo das diferentes rotas fotossintéticas, taxa de crescimento e outras características (PIMENTEL et al., 2011). Desta forma, o aumento da concentração de CO2 poderá afetar o aparato fotossintético das plantas em geral, podendo ser benéfico na produção de biomassa. No entanto, se o aumento da concentração de CO2 for acompanhado de aumento da                                                           1 Tecnóloga em Fruticultura Irrigada, bolsista da Embrapa Semiárido, Petrolina, PE 2Mestranda em Ciência Animal, Universidade Federal do Vale do São Francisco, bolsista de pós-graduação da FACEPE, Petrolina, PE. 3 Bolsista de Iniciação Científica, PIBIC/CNPq/Embrapa Semiárido, Petrolina, PE.  Comportamento Fisiológico de Feijão-Caupi sob Diferentes Concentrações de CO2.  temperatura do ar, poderá haver um decréscimo no crescimento e no rendimento das culturas, em decorrência da diminuição do ciclo de desenvolvimento e aumento da respiração (TAIZ; ZEIGER, 2009).  De acordo com Silva (2011), em curto prazo, o aumento da concentração de CO2 pode trazer efeitos benéficos à produtividade vegetal, por causa do aumento da taxa fotossintética e a queda na transpiração. Entretanto, em longo prazo, o aumento da disponibilidade de CO2 pode tornar-se tóxico para as plantas, alterando bioquimicamente aquelas de metabolismo fotossintético C3, como o feijão.  O feijão-caupi é uma cultura de importância socioeconômica para a Região Nordeste. É cultivado principalmente por pequenos produtores visando, sobretudo, o consumo in natura, mas também pode ser utilizado na alimentação animal e como adubo verde. (CAMPOS et al., 2010; FONTES et al., 2010).  O objetivo deste trabalho foi avaliar o comportamento fisiológico do feijão-caupi em ambiente enriquecido com CO2.   Material e Métodos O experimento foi conduzido em câmara de crescimento, com controle de CO2, temperatura, umidade e luz, na Embrapa Semiárido, em Petrolina, PE.   Sementes das cultivares BRS Marataoã e BRS Tapaihum foram semeadas a uma profundidade de 4 cm em baldes com volume de 16 L, contendo solo e adubo orgânico na proporção de 2:1 . Após 10 dias da semeadura, efetuou-se o desbaste, deixando 4 plantas por balde. Foi realizada adubação nitrogenada 23 dias após a germinação das plantas, conforme Melo et al. (2005).   As plantas foram cultivadas em câmaras de crescimento, com temperatura de 29 °C (diurna) e 23 °C (noturna) e fotoperíodo de 13/11 h, correspondendo ao dia/noite. Foram utilizadas duas câmara iguais. Na câmara 1, a concentração de CO2 foi de 370 ppm e, na câmara 2, de 550 ppm, onde a concentração foi monitorada continuamente por meio do programa de computador Sitrad. A umidade relativa durante a noite/dia foi de 70/50%. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado com três repetições em um arranjo fatorial de 2x2 (concentração de CO2 x cultivares de feijão-caupi). Para a comparação entre as médias foi utilizado o teste de Tukey a 5 % de probabilidade.  A capacidade fotossintética, a taxa de transpiração e a condutividade estomática foram obtidas com a utilização de um analisador infravermelho de gás (IRGA - Infra Red Gas Analyzer). A determinação do teor de clorofila foi por método indireto, mediante a utilização do medidor de clorofila portátil  SPAD-502. As avaliações tiveram início com a abertura completa da primeira folha trifoliada, sendo realizadas semanalmente até o fim do experimento. A duração do experimento foi de 90 dias.   Resultados e Discussão De acordo com os dados analisados, o teor de clorofila não foi alterado com o incremento na concentração de CO2 (Tabela 1), porém, cada variedade apresentou diferenças significativas quando comparadas entre si.                                                                                                                                                                                                 4 Pesquisador (a) da Embrapa Semiárido, Petrolina, PE. Comportamento Fisiológico de Feijão-Caupi sob Diferentes Concentrações de CO2.  A cultivar BRS Tapaihum apresentou maior teor de clorofila do que a BRS Marataoã, independente da concentração de CO2.  Quanto à taxa de fotossíntese, não houve diferença significativa do aumento da concentração de CO2 para as duas cultivares. Contudo, a cv. BRS Marataoã obteve maior taxa de fotossíntese no tratamento com 360 ppm de CO2 quando comparada com a cv. BRS Tapaihum. A temperatura é um dos fatores ambientais que pode diminuir a taxa fotossintética, pois o aumento da temperatura do ar pode aumentar a respiração mitocondrial e a fotorrespiração, principalmente em plantas com metabolismo C3 (PIMENTEL, 2011) diminuindo, assim, o ganho líquido fotossintético.   Tabela 1. Efeito da concentração de CO2 nas respostas fisiológicas de duas cultivares de feijão-caupi (BRS Tapaihum e BRS Marataoã). Concentração de CO2 Cultivares de Feijão-Caupi CV (%) BRS Tapaihum BRS Marataoã  Teor de Clorofila (unid. relativa)   550 ppm 360 ppm 48.3 aA* 46.3 aA 37.4aB 38.3 aB 5.3  Taxa de Fotossíntese (μmol CO2 m-2 s -1)  17.0 550 ppm 360 ppm 4.2 aA 3.3 aB 5.2 aA 4,7 aA  Condutância Estomática (mol H2O m-2 g1)  17.7 550 ppm 360 ppm 0.028 bA 0.041 aB 0.023 bA 0.057 aA  Transpiração (mmol H2O m-2 s -1)  12.0 550 ppm 360 ppm 0.83 aA 1.0 aA 0.85 bA 1.2 aA *Letras minúsculas para colunas e maiúsculas para linhas. Médias seguidas de mesma letra não diferem estatisticamente pelo Teste de Tukey, 5% de probabilidade.  Observou-se que o aumento da concentração de CO2 diminuiu a condutância estomática em cerca de   33,57% e 60,10%,  para as cultivares BRS Tapaihum e BRS Marataoã, respectivamente.  Com base em estudos de plantas cultivadas em campo, um dos principais efeitos do aumento de CO2 ambiente no metabolismo de carbono será a redução da condutância estomática, com maior eficiência de uso de água por planta e por área cultivada (LEAKEY et al., 2009). Segundo Taiz e Zeiger (2009), em condições de estresse, o movimento estomático constitui-se num importante meio de defesa vegetal contra perdas excessivas de água e eventual morte por dessecação, além disso, as células-guarda são sensíveis aos níveis de CO2 (SAGE, 2002). Para Passioura (1982), em condições de alta temperatura e aumento da concentração de CO2, o fechamento estomático é uma importante estratégia de defesa de plantas para minimizar os efeitos de condições ambientais adversas.  O aumento da concentração de CO2 diminuiu a taxa de transpiração para a cultivar Marataoã, provocando uma redução de 26,82% na transpiração nas plantas submetidas a 550 ppm. A cultivar Tapaihum não apresentou diferença significativa com incremento de CO2. Segundo Pimentel (2004), as respostas fisiológicas às diferentes condições ambientais são muito variáveis em função do genótipo, ambiente e sua interação fenotípica. Comportamento Fisiológico de Feijão-Caupi sob Diferentes Concentrações de CO2.   Conclusões O aumento da concentração de CO2 reduziu a condutância estomática das cultivares Marataoã e Tapaihum de feijão-caupi em 33,57% e 60,10%, respectivamente.   A cultivar Marataoã reduziu 26,82% da transpiração em ambiente enriquecido com CO2.   Agradecimentos Ao CNPq, pelo incentivo financeiro e à Embrapa Semiárido, pelo apoio às atividades de pesquisa.  ReferênciasCAMPOS, J. H. B. da C.; SILVA, M. T.; DA SILVA, V. P. R. Impacto do aquecimento global no cultivo do feijão-caupi, no Estado da Paraíba.Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, Campina Grande, v. 14, n. 4, p. 396–404, 2010.  FONTES, J. R. A.; GONÇALVES, J. R. P.; MORAIS, R. 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Brasília, DF: Embrapa Informação Tecnológica; Teresina: Embrapa Meio-Norte, 2005. p. 229-242.  PASSIOURA, J. B. Water in the soil-plant-atmosphere continuum. In: LANGE, O. L.; NOBEL, P. S.; OS-MOND, C. B. ZIEGLER, H. (Ed.). Physiological plant ecology II: water relations and carbon assimilation. Berlin: Springer-Verlag, 1982. p. 5-33. (Encyclopedia of Plant Physiology. New  Series, v. 12B).  PIMENTEL, C. A relação da planta com a água. Seropédica: EDUR 2004. 192 p.  PIMENTEL, C. Metabolismo de carbono de plantas cultivadas e o aumento de CO2 e de O3 atmosférico:situação e previsões. Bragantia, Campinas, v. 70, p. 1-12, 2011.  SAGE, R. F. How terrestrial organism sense, signal, and response to carbon dioxide. Integrative and Comparative Biology, Mclean, v. 42, p. 469-480, 2002.  SILVA, F. V. F. de. Metabolismo e crescimento de Ricinus Communis L. sob temperatura supraótima e elevado nível de CO2. 2011. 78 f. Dissertação (Mestrado) – Centro de Ciências Agrárias, Universidade Federal da Paraíba,  Areia.  TAIZ, L. ZEIGER, E. Fisiologia Vegetal. 4. ed. Porto Alegre: Artmed, 2009. 819 p. 

Comportamento fisiológico de feijão-caupi sob diferentes concentrações de CO2.

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