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Caracteríticas de plantas desejáveis Centro Universitário Maurício de Nassau Curso de Medicina Veterinária Disciplina: Agrostologia e Forragicultura Profª.: Michelle Siqueira Doutora em Zootecnia Recife, PE ROTEIRO DE AULA CARACTERÍTICAS DESEJÁVEIS DE PLANTAS FORRAGEIRAS Alta relação folha-caule Rapidez na rebrota Ser perene Resistência a extremos de temperatura, umidade, pragas e doenças Produzir sementes viáveis e de fácil colheita Responder a adubação Resistente ao corte e pastejo Bom valor nutritivo Aceitabilidade pelo animal 2 METABOLISMO FOTOSSINTÉTICO Plantas C3 Plantas C4 Plantas CAM 1. Características desejáveis de plantas forrageiras 3 1) Alta relação folha/caule Essa relação varia de acordo com: ◍ Espécie ◍ Dentro da espécie ◍ Estágio vegetativo 4 1) Alta relação folha/caule 5 Capim-elefante anão (Pennisetum purpureuni Schum.) Capim andropogon (Andropogon gayanus Kunth) ◍ E s p é c ie ◍ Dentro da espécie M I N E I R O C . E . A N Ã O (Pennisetum purpureuni Schum.) ◍ Estágio vegetativo ↓ Estádio crescimento ↑ FOLHA/COLMO 2) Rapidez de rebrota Varia com: ◍ Eliminação dos pontos de crescimento – Hábito de crescimento ◍ Índice de área foliar (IAF) ◍ Carboidratos de reserva 6 2) Rapidez na rebrota 7 ◍ Eliminação dos pontos de crescimento – Hábito de crescimento Meristemas São aqueles encontrados na ponta da raiz e na ponta do caule e de suas ramificações. Eles garantem o crescimento em comprimento da planta e possibilitam, portanto, o crescimento primário do vegetal. Google imagens Quanto mais alto, mais exposto ao corte ou pastejo 2) Rapidez na rebrota 8 ◍ Índice de área foliar (IAF) IAF = Área das folhas Área de solo coberta pelas folhas Google imagens Após o pastejo quanto > o IAF residual + rápida será a rebrota IAF Interceptação de luz .>.> Fotossíntese 2) Rapidez na rebrota 9 ◍ Carboidratos de reserva Cortes ou pastejos frequentes esgotam mais rapidamente as reservas de carboidratos. Sua produção ocorre pelo processo de fotossíntese • Respiração, • Crescimento, • Reserva (estocado) Google imagens 3) Ser perene 10 Brachiaria plantaginea x Brachiaria decumbens • Vantagens • Custo • Aspecto de manejo (cultivo) ANUAL PERENE (ciclo mais longo (2, 3 anos ou mais) Google imagens 4) Resistente a T°, Umidade, pragas e doenças 11 Google imagens 4) Resistente a T°, Umidade, pragas e doenças 12 Resistente a elevadas T° 56°C Palma Forrageira (Cactácea) Susceptível Cochonilha do carmim (Praga) G o o g le i m a g e n s 5) Produzir sementes viáveis 13 Vantagens: ◍ Menor custo de formação de pastagens ◍ Resistência a seca ◍ Resistência a pragas e doenças ◍ Resistência ao fogo Google imagens Varia com: ◍ Sistema de produção: INTENSIVO X EXTENSIVO ◍ Custo e disponibilidade da terra ◍ Custo do produto obtido ◍ Irrigação 6) Responder à adubação 14 Google imagens Varia com: ◍ Espécie vegetal (> capacidade de perfilhamento) ◍ Ponto e hábito de crescimento ◍ Manejo 7) Resistente ao corte e pastejo 15 Google imagens 16 Varia com: ◍ Espécie e dentro da espécie ◍ Estádio de crescimento ◍ Persistência: gramíneas tropicais x leguminosas e palma. 8) Bom valor nutritivo 17 Google imagens Pastagens e/ou capineira (feno/silagem/diferimento); Valor nutritivo varia com estádio de crescimento; Não é bem aceita por equinos. Utilização e Valor Nutritivo da Brachiaria decumbens, Staf. 18 Brachiaria decumbens, Staf. Relação folha/colmo (F/C), proteína bruta (PB) e digestibilidade “in situ” da MS (DISMS) da forragem em oferta e selecionada em pastagens de B. decumbens no início e final do período de ocupação, na época seca e chuvosa; Pucalpa - Perú Fonte: Otoya citado por Zimmer et al., 1988 Época Dias de Forragem oferecida Forragem selecionada Ocupação F/C %PB %DISMS F/C %PB %DISMS Chuvas 1 1,2 6,8 58 26,6 10,4 80 4 0,8 5,2 50 8,3 8,1 78 Média 1,0 6,0 54 17,5 9,3 79 Seca 1 0,7 5,5 50 15,2 8,1 77 4 0,5 4,5 46 8,7 6,7 66 Média 0,6 5,0 48 11,9 7,4 72 Lotação animal (nov/ha), GPD (g/animal/dia) e ganho de peso por área (kg/ha/ano) em quatro espécies forrageiras; Itambé - PE Fonte: Lira et al. 1990 Espécie Nov/ha g/animal/dia kg/ha/ano Sempre Verde 3,60 374 481 Elefante 3,60 372 489 B. decumbens 4,21 354 501 B. humidicola 5,19 291 522 Brachiaria decumbens, Staf. ◍ Fotossensibilização em animais jovens (bovinos); cuidado com ovinos!! ◍ Fungo Pithomyces chartarum esporodesmina; ◍ Evitar acúmulo de material “morto”: propicia o surgimento tanto do fungo como da cigarrinha. 22 Fotossensibilização em ovinos Fotossensibilização em ovinos 25 G o o g le im a g e n s Gliricídia Amendoim forrageiro LEGUMINOSAS Capim- elefante anão GRAMÍNEAS CACTÁCEAS Brachiaria < quant. de PB > quant. de PB > quant. de água e ENERGIA Palma forrageira 26 Google imagens ◍ E s tá d io d e c re s c im e n to 9) Apresentar aceitabilidade pelos animais 27 Google imagens Varia com: ◍ Espécie animal ◍ Hábito alimentar ◍ Estrutura da planta ◍ Pressão de pastejo 28 G o o g le im a g e n s 29 Google imagens Metabolismo Fotossintético das plantas C3, C4 e CAM. Fotossíntese • Fotossíntese = força propulsora do crescimento vegetal plantas Transformação da energia luminosa (radiante) em energia química. O₂ Carboidratos 32 Fatores que atuam no processo fotossintético das plantas 33 Fatores climáticos: Luz, temperatura, fotoperíodo e precipitação; Fatores edáficos: Fertilidade do solo, propriedades físicas do solo e topografia; Espécie forrageira: Potencial genético, adaptação ao ambiente, competição entre plantas. 34 Mecanismos de fixação de C Diferenças anatômicas da planta Plantas C3 Plantas C4 Gramíneas temp. e leguminosas Gramíneas tropicais CAM Cactáceas, bromeliáceas http://images.google.com.br/imgres?imgurl=http://www.fao.org/ag/AGP/AGPC/doc/Gallery/pictures/arapin6.jpg&imgrefurl=http://www.fao.org/ag/AGP/AGPC/doc/Gallery/pictures/arapin.htm&h=471&w=471&sz=32&tbnid=yBeSF8h7KSS4XM:&tbnh=125&tbnw=125&hl=pt-BR&start=3&prev=/images?q=arachis+pintoi&svnum=10&hl=pt-BR&lr= 35 a) Arranjo das células em folhas de plantas C3 Epiderme superior Epiderme inferior Estômato Células paliçadicas do mesófilo Vaso Células esponjosas do mesófilo Células da bainha vascular b) Arranjo das células em folhas de plantas C4 Células do mesófilo Vaso Células da bainha vascular (Anatomia Kranz) Epiderme inferior Epiderme superior Arranjo Foliar Estômato FOTOSSÍNTESE ETAPA FOTOQUÍMICA: Absorção de luz e o transporte de elétrons ETAPA BIOQUÍMICA: Captação do gás carbônico e formação de compostos que encadeiam os átomos de carbono e retêm a energia absorvida a partir da luz nas ligações químicas das moléculas formadas. 36 FOTOSSÍNTESE ETAPA BIOQUÍMICA: fixação do CO2: metabolismo do carbono, etapa onde CO2 é assimilado pelas folhas e convertido (via enzimática) a carboidratos. Metabolismo fotossintético C3 ( 1º composto formado é um ácido de 3 carbonos) C4 ( 1º composto formado é um ácido de 4 carbonos) CAM (metabolismo ácido das crassuláceas) Caracterizar o potencial produtivo e qualitativo das plantas forrageiras de acordo com seus diferentes ciclos de fixação de carbono. Objetivo 37 38 A fixação de C produz moléculas com 3 C Plantas que não armazenam C (sem estoque) Estômatos abertos com frequência Plantas esbanjadoras de água (+ Perda de água) Ribulose 1,5 bifosfato CARBOXILASE/OXIGENASE (RUBISCO) Temperatura ótima fotossíntese 20 – 25ºC > 30ºC: ↑ gasto energético (fotorrespiração/respiração), desnaturação RUBISCO Plantas C3 39 Clitoria ternatea- Cunhã Calopogonium mucunoides- Calopogônio Arachis pintoi - Amendoim forrageiro Metabolismo de Plantas C3 40 Enzima PEP carboxilase fixa o CO2 estoca em molécula de 4 C (malato) Células no mesófiloRubisco se liga apenas ao CO2 Células da bainha do feixe vascular (fechando mais os estômatos) Evitam a fotorrespiração menos dependentes de água A fixação de C produz moléculas com 4 C Separação física: Reações dependentes da luz (ATP) Dependentes do Ciclo de Calvin (CO2) Plantas que armazenam CO2 Plantas C4 41 Capim Buffel Brachiari humidicola Zea mays-Milho Metabolismo de Plantas C4 42 Metabolismo de Plantas CAM Metabolismo Ácido da Crassuláceas Característico de plantas suculentas; Plantas adaptadas a ambientes com falta de água, alta salinidade ou alta temperatura. Não fazem estoque de C em locais diferentes C4 Fazem o armazenamento de C em períodos diferentes do dia 43 Metabolismo de Plantas CAM Metabolismo Ácido da Crassuláceas Fechamento dos estômatos durante o dia: Aumenta a eficiência na economia de água. Abertura estomática durante a noite: maior umidade relativa do ar; temperaturas mais baixas; redução da competição por CO2 durante a noite. 44 Separação Temporal dia e noite Reações dependentes da luz (ATP) Dependentes do Ciclo de Calvin (CO2) Estômatos captam e armazenam o CO2 durante a noite Durante o dia, com os estômatos fechados CO2 armazenado é utilizado no ciclo de Calvin 45 Bromélias Metabolismo de Plantas CAM 46 Plantas C3 vs Plantas C4 Figura 5- Comparação das respostas fotossintéticas de plantas C3 e C4 a aumentos de luminosidade e temperatura. Odum (1983) 47 48 Espécies Digestibilidade (% da MS) Teor de PB (% da MS) Gramíneas de clima temperado 67 11,7 Leguminosas de clima temperado 61 17,5 Gramíneas de clima tropical 54 9,2 Leguminosas de clima tropical 57 16,5 Valores médios de proteína bruta e de digestibilidade de espécies forrageiras Fonte: Minson (1990) Diferenças entre plantas C3 e C4 C3 C3 C4 49 Os cladódios da palma forrageira apresentam células viscosas, cutículas espessas ou serosidade, que protegem os estômatos fazendo com que a taxa de transpiração seja minimizada (Porto et al., 2011). 50 CARACTERÍSTICAS PLANTAS C3 PLANTAS C4 PLANTAS CAM Anatomia foliar Basicamente epiderme, mesofilo e vasos Anatomia de "Kranz", com células mesofílicas onde situa-se a PEPcase e células da bainha do feixe vascular, com a RUBISCO Vacúolos grandes nas células do mesofilo Enzimas carboxilativas RUBISCO em todas as células fotossintéticas Separação espacial: PEP- case nas células mesofílicas e RUBISCO nas células da bainha do feixe vascular Separação temporal: PEP-case na noite (escuro) e RUBISCO no dia (luz) Razão de transpir. (g H20/g MS.) 450 – 950 250 – 350 50 – 55 Inibição da fotossínt. pelo O2 (21%) Sim Não Sim Detecção de fotorrespiração Sim Não detectável Difícil detectar Temp. ót. p/ fotossínt 15 - 25 ºC 30 - 40 ºC 35 ºC Prod. MS (t/ha/ano) 22 ± 0,3 39 ± 1,7 baixa e variável Redistribuição de fotoassimilados Lenta Rápida Variável Diferenças entre plantas C3 e C4 Considerações Finais Devido às características histológicas e fisiológicas, plantas C3 apresentam parâmetros qualitativos superiores às espécies C4, podendo melhorar a produtividade animal. Plantas CAM apresentam características fisiológicas que permitem seu cultivo em regiões com condições climáticas desfavoráveis às espécies C3 e C4. Na seleção de espécies para uma determinada área é de fundamental importância o devido conhecimento da diferença das características morfofisiológicas relacionadas ao desenvolvimento de plantas forrageiras C3, C4 e CAM. 52 Dúvidas? Prof.:Michelle Siqueira michelle.siqueira2@gmail.com
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