Aula 1 - Interações das plantas com a radiação

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Medicina Veterinária
Nutrição de Ruminantes e Forragicultura
Mariana Guimarães Graciosa
mariana.graciosa@faa.edu.br
Interações das plantas com a radiação solar
Objetivos de Aprendizagem do dia
Aspectos gerais
 Conceitos em forragicultura
 Índice de área foliar, 
interceptação de luz, 
crescimento e acúmulo de forragem,
integração dos conceitos de fotossíntese, respiração, crescimento e senescência.
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Possui graduação em Zootecnia e especialização em Nutrição de Ruminantes pela Faculdades Associadas de Uberaba - FAZU (2008) e mestrado em Zootecnia pela Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro (2012). Atualmente é professora do Centro de Ensino Superior de Valença e integrante do Colégio de Jurados das Raças Zebuínas como Jurada Efetiva. Tem experiência na área de Zootecnia, com ênfase em Ambiência Animal, Melhoramento Genético, Nutrição e Forragicultura. É gerente de Propriedade Rural Produtora de Leite e Cria de Bovinos de Corte, além de prestar consultoria na Área de Produção de Bovinos.
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Apresentação do professor:
Apresentação do Plano de Aprendizagem
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Objetivos de aprendizagem da disciplina
Planejamento, orientação, avaliação e monitoramento da implantação e manejo das forrageiras de interesse zootécnico.
 Desenvolvimento de atividades voltadas à nutrição, embase para escolha do manejo nutricional adequado para os diferentes animais ruminantes, de acordo com suas exigências e fundamentalmente com discernimento para viabilizar economicamente a produção animal, sem perder a qualidade do produto final pretendido. 
Executar a coleta de amostra de forragem e preparação da amostra para enviar para análises laboratoriais. Identificar espécies forrageiras, ajustar carga animal e planejar e realizar o manejo de pastagens. 
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Objetivos de aprendizagem da disciplina
Planejar as atividades de produção que utilizem forragens. 
Classificar as forragens. 
Manejar forrageiras racionalmente. 
Conservar alimentos volumosos. 
Relacionar as condições climáticas e edáficas com as culturas. 
Executar cronograma de cultivo. 
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Objetivos de aprendizagem da disciplina
Entre outras habilidades correlatas. 
Explicar digestão, fermentação e metabolismo dos nutrientes que compõem os alimentos disponíveis para a alimentação dos ruminantes no Brasil e a sua interação com o organismo ruminante. 
Interpretar carências nutricionais e suas consequências para os animais e como solucioná-las. 
Entender o básico sobre as exigências nutricionais de cada espécie e sobre formulação de ração.
Ementa
Aspectos gerais.
 Revisão da anatomia e fisiologia do aparelho digestivo dos ruminantes. 
Alimentos e principais nutrientes. 
Metabolismo dos carboidratos, proteínas e nitrogênio não proteico e lipídeos. 
Metabolismo e exigências dos minerais e vitaminas. 
Enfermidades relacionadas aos problemas metabólicos. 
Aspectos técnicos e econômicos do calculo de rações. 
Produção de silagem, feno e cana visando a alimentação de ruminantes.
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Conteúdo Programático
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Conteúdo Programático
Procedimentos de Avaliação
NPC 1 
Prova escrita individual = 8,0 pontos. 
TIN = 1,0 ponto 
DI = 1,0 ponto
NPC 2
Prova escrita individual = 8,0 pontos
Trabalhos desenvolvidos ao longo do semestre = 2,0 pontos 
Tema: Plantas forrageiras – Valor: 0,5 ponto
Tema: Exercício de Planejamento 1 – Valor: 0,5 ponto 
Tema: Exercício de Planejamento 2 – Valor: 0,5 ponto 
Tema: Quadrado de Pearson – Valor: 0,5 ponto
NPC 3
 Prova escrita individual = 10,0 pontos
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Bibliografia Básica
MORRISON, Frank B.. Alimentos e alimentação dos animais. 2.ed. São Paulo: Edições Melhoramentos, 1966. 892p
DIAS, João Castanho. Forragens para o gado leiteiro. 1.ed São Paulo: Tortuga, 1997, 104p.
ANDRIGUETTO, José Milton; PERLY, Luimar; MINARDI, Italo. Nutrição animal. 3.ed. São Paulo: Nobel, 1989.
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Bibliografia Complementar
MAYNARD, L.A ; LOOSLE, J.K.; HINTZ, H. Nutrição animal. 3.ed. Rio de Janeiro : Freitas Bastos, 1984.
NORMAS e padrões de nutrição e alimentação animal. 1.ed. Curitiba: Nutrição, 1992.
VIANA, J. A. Carneiro. Nutrição animal: objetivos específicos e extrato da matéria. 1.ed. Belo Horizonte: Universidade Federal de Minas Gerais. Escola de
Veterinária. (Apostila)
ALMEIDA FILHO, Sebastião Luiz de. Minerais para ruminantes.Uberlândia: EDUFU, 2016. Disponível em:
http://www.edufu.ufu.br/sites/edufu.ufu.br/files/minerais_para_ruminantes_2016 _sebastiao_luiz_de_almeida_filho_0.pdf.
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Leituras complementares relacionadas a pesquisas de ponta
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Apresentação da Turma
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Introdução / Motivação da disciplina
Conceitos básicos
Interações das plantas com a radiação solar
Plano de Aula
Conceitos em forragicultura
Índice de área foliar, interceptação de luz, crescimento e acúmulo de forragem: integração dos conceitos de fotossíntese, respiração, crescimento e senescência.
INTRODUÇÃO
Importância das Pastagens
Sinais de degradação
Redução da fertilidade de solos
Excesso de pastejo
Parâmetros descritivos
Estimar produtividade
Indício de degradação das pastagens
Potencial erosivo do solo
INTRODUÇÃO
Adubação nitrogenada:
N → processos metabólicos → provocar alterações na estrutura dos dosséis forrageiros
IAF: área foliar total por área unitária de terreno
(Watson , 1947)
Permite avaliar
Efeitos de estresses ambientais sofridos
Produtividade
CS
Permite calcular a fração de solo descoberto → desprotegido contra efeitos de degradabilidade
Objetivo
Interações plantas X radiação solar, 
> eficiência ao processo fotossintético, 
> produtividade das plantas forrageiras.
Planta
Proteína Animal
Radiação
Cobertura Vegetal
Verde X Solo
Sofre contínuas modificações
Potencial de erosão do solo
Solo desprotegido vulnerável ao impacto desagregador da gota de chuva → CS
Elementos de discriminação da fase de degradação das pastagens → CV
Sem necessidade de assunção de premissas
Índice de Área Foliar
Área superficial de uma face da folha (adaxial) por unidade de área horizontal, abaixo do dossel.
Quantificação de fluxos de Matéria e Energia
Absorção e reflexão da luz
Processos difusivos
Índice de Área Foliar
Medições possíveis do IAF:
Crescimento vegetal
Atividade fisiológica
Atenuação de luz no dossel
Métodos Diretos
Severas limitações
Natureza destrutiva e/ou invasiva
Grande tempo gasto na sua determinação
Necessidade de se dispor de equipamento laboratorial custoso (como estufas ventiladas e balanças de precisão)
Métodos Indiretos
Não destrutivos
Mais simples
Baratos
Atributos Estruturais do Dossel 
Variáveis ambientais: temperatura, N, água, etc.
Alongamento de folha
Aparecimento de folha
Longevidade da folha
Tamanho da folha
Densidade de perfilhos
Folhas por perfilho
Manejo
IAF
Qualidade de Luz
Características Morfogênicas
Características Estruturais
Adaptado de Chapman e Lemaire, 1993
N
N
N
IAF
Propriedades Espectrais da Vegetação
Absorbância
Espalhamento:
Refletância
Transmitância
Dependem:
Camadas de folhas (IAF)
Distribuição angular
Cobertura verde
Elementos não foliares (colmos)
Área de sombra
Refletância de superfície do solo e do material morto
Figura 1. Espectro da refletância de uma folha verde típica dentro dos comprimentos de onda do visível (400-700 nm) e do infravermelho próximo (700-1000nm)
Fonte: Blackburn (2007). 
Fotossíntese
Conversão de energia solar em energia química de compostos orgânicos:
Transporte e0_ 
Metabolismo de C fotossintético
(TAIZ; ZEIGER, 2004)
Fotossíntese
fatores limitantes 
Intrínsecos:
estrutura das folhas, 
estrutura dos cloroplastos, 
teor de pigmentos, 
aspectos fisiológicos e ecológicos da fotossíntese, 
concentração de enzimas, 
grau de hidratação, 
presença de nutrientes,
efeito da idade foliar.
Fotossíntese
fatores limitantes 
Extrínsecos:
luz,
temperatura,
pressão parcial de CO2, 
disponibilidade de água, 
disponibilidade de nutrientes,
salinidade.
Radiação Fotossinteticamente Ativa (RFA)
Efeitos diretos → biomoléculas sensíveis 							(MOREIRA, 2007) 
Parte da energia absorvida não é utilizada no processo fotossintético: 
aquecimentofoliar, 
que pode ser amenizado pela transpiração (WILLMER; FRICKER, 1996) ou pela re-irradiação (TENHUNEN et al., 1987).
Fatores que influenciam a fotossíntese
Concentração de CO2:
 substrato das enzimas carboxilantes
incorporado em moléculas orgânicas
fase obscura da fotossíntese.
fontes de CO2: 
gás proveniente da atmosfera
gás liberado na respiração celular
Concentração de CO2
Variação da taxa fotossintética em função da disponibilidade de CO2 A curva característica é uma hipérbole retangular (TAIZ e ZEIGER, 2004)
Fatores que influenciam a fotossíntese
Temperatura
↑ faixa de tolerância:
Influencia a atividade de enzimas,
A temperatura ótima varia entre as diferentes espécies de plantas forrageiras
Temperatura
Fatores que influenciam a fotossíntese
A intensidade luminosa:
Limite da excitação dos sistemas de pigmentos – ponto de saturação luminosa
Cor da planta = faixa do espectro luminoso mais refletida
Quanto mais escuro: + radiação absorve; - reflete
Intensidade Luminosa
Radiação
Radiação
Principais regiões:
Radiação Ultravioleta: ↓que 360 nm,
Radiação Visível: entre 380-770 nm,
Radiação Infravermelha: ↑de 770 nm. 
(MOREIRA, 2007).
“wavelength” 1 µm = 10-6 m
Radiação
Radiação Fotossinteticamente Ativa (RFA)
Fótons λ = entre 400 e 700 nm 
Depende:
Atmosfera
Época do ano
Entorno de 50 % do espectro de emissão solar
Interação Planta-Radiação
Partição cada fração varia:
Entre espécies
Dentro de mesma espécie
composições morfológica e fisiológica das plantas
estrutura do dossel forrageiro
Absorbância
Síntese de compostos: fotossíntese
Altera estruturas moleculares: foto-conversão
Acelera reações: foto-oxidação das xantofilas
Destrói estruturas
Cerca de 50% do que chega à planta é absorvido 
(MOREIRA, 2007).
Absorbância
Clorofila A: ↑ absorção de 649 e 665 nm (VERM) 
Clorofila B : ↑ absorção de 420 e 435 nm (AZUL)
Refletância
Componentes morfológicos da folha:
Pigmentos
Espaços ocupados pela água e ar 
Estruturas celulares
Refletância
Componentes fisiológicos da folha
conteúdo de água
idade da folha: pubescência e a senescência
posição nodal
condição de iluminação:sol e sombra
Trasmitância
Atravessa as folhas:
Cutícula
Parênquima lacunoso
Parênquima paliçádico
Fatores Morfológicos
Captação de radiação e CO2
Lâminas foliares:96%
Bainhas: 4% 
Biomassa:IAF
Manejo:
Nº perfilhos
Alongamento foliar
IAF = ÁREA FOLIAR 
 ÁREA DE SOLO
Captação de radiação
Organização espacial das folhas
densidade de cobertura vegetal
distribuição horizontal e vertical de folhas
ângulo de inserção foliar:
Erectófila
Planófila
Intermediária
 
Fatores Fisiológicos ou Funcionais
Idade
Fatores Fisiológicos ou Funcionais
Água:
Fechamento dos estômatos
Absorve ↓ CO2
Carreadores de nutrientes
Escassez de nutrientes → senescência precoce
Varia entre espécies e intra espécies
Considerações Finais
Fotossíntese é fundamental
Otimização de sua realização
Teor nutrientes e água no solo 
Temperatura 
capacidade de absorção
taxa de fotossíntese.
Feedback da Aula
Conceitos em forragicultura
Índice de área foliar, interceptação de luz, crescimento e acúmulo de forragem: integração dos conceitos de fotossíntese, respiração, crescimento e senescência.
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 O que veremos no próximo encontro?
Formação de Pastagens
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