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Anais do IV CoBICET – Resumo expandido Congresso Brasileiro Interdisciplinar em Ciência e Tecnologiaa 27 de agosto a 01 de setembro de 2023 Evento online www.even3.com.br/cobicet2023 OS EFEITOS DA ALTA TEMPERATURA NO DESENVOLVIMENTO DE Raphanus sativus L. Welber Merlin Cardoso1, Julia Felipe Miranda2, Lívia Batista das Neves2, Marcel Merlo Mendes2, André Cayô Cavalcanti3, Antelmo Ralph Falqueto2 1Centro Estadual Integrado de Educação Rural, Boa Esperança/ES, Brasil (welber05@gmail.com) 2Universidade Federal do Espírito Santo, São Mateus - ES, Brasil 3Faculdade Multivix, Nova Venécia -ES, Brasil Resumo: O objetivo deste estudo foi avaliar os efeitos da alta temperatura no desenvolvimento de Raphanus sativus L. (rabanete) em uma perspectiva de mudanças climáticas. Parâmetros morfológicos das plantas foram avaliados e foi possível observar que dias prolongados de altas temperaturas (40ºC) levaram a morte das plantas. Com isso, foi constatado que essa espécie é sensível aos aumentos de temperatura que podem afetar sua produção ou até mesmo levar as plantas a morte. Palavras-chave: Ecofisiologia; mudanças climáticas; olerícolas. INTRODUÇÃO As mudanças climáticas causadas pelo aumento da concentração do dióxido de carbono (CO2) atmosférico tem elevado a temperatura média do ar, de 1,1 a 6.4º C segundo estudos da General Circulation Models - GCM (2007), fato também encontrado em vários locais do planeta, até mesmo no Brasil (SIQUEIRA et al., 2001; ASSAD et al., 2004; INTERGOVERNMENTAL PANEL ON CLIMATE CHANGE, 2007). As mudanças climáticas causadas pelo efeito do dióxido de carbono devem se duplicar em algum momento deste século (STRECK, 2005; INTERGOVERNAMENTAL PANEL ON CLIMATE CHANGE, 2007). Segundo Karl et al. (1991), o aquecimento pode se caracterizar por um aumento assimétrico na temperatura mínima e máxima do ar, com maior aumento na temperatura mínima do que na temperatura máxima diária. A concentração de CO2 atmosférico tem influência no desenvolvimento, crescimento e produtividade dos cultivos agrícolas. Caso ocorra um aumento na concentração desse gás, a taxa de crescimento das plantas poderá aumentar em razão do CO2 ser o substrato primário para a fotossíntese (TAIZ & ZEIGER, 2004). A expectativa é de que plantas com metabolismo C3, em razão de sua morfofisiologia, sejam mais beneficiadas do que plantas C4 (TUBIELLO et al., 2000; SIQUEIRA et al., 2001; STRECK, 2005). No Brasil, estudos do impacto das mudanças climáticas sobre a agricultura, com uso de modelos matemáticos, já foram realizados com várias culturas em diversas regiões brasileiras (SIQUEIRA et al., 2000, 2001; ASSAD et al., 2004; GONDIM et al., 2008). O rabanete (R. sativus), pertence à família da Brassicaceae, e caracteriza-se por produzir raízes globulares de coloração escarlate brilhante com a polpa branca. Embora possa ser plantado o ano todo, seu cultivo é favorecido no outono-inverno quando as temperaturas são amenas e os dias são curtos (FILGUEIRA, 2007). Esta cultura se desenvolve bem em solos férteis com pH em torno de 5,5 a 6,8. A água exerce papel fundamental no crescimento da planta, pois cada grama de matéria orgânica produzida na fotossíntese pelo vegetal requer aproximadamente 500g de água absorvida. A maior parte da água absorvida, cerca de 97%, também é perdida por evapotranspiração afim de equilibrar as temperaturas internas e permitir a atuação ótima de enzimas no metabolismo vegetal (FILGUEIRA, 2007). A qualidade do rabanete decresce se houver estresse hídrico no solo, ocorrendo a isoporização das raízes que apresentam aspecto esponjoso e rachaduras ao longo da mesma (FILGUEIRA, 2007), modificando a morfologia, fisiologia e as relações bioquímicas da planta (PEREIRA et. al., 1999). O objetivo desse trabalho foi avaliar os efeitos de alta temperatura no desenvolvimento de R. sativus L em perspectiva de mudanças climáticas. Anais do IV CoBICET – Resumo expandido Congresso Brasileiro Interdisciplinar em Ciência e Tecnologiaa 27 de agosto a 01 de setembro de 2023 Evento online www.even3.com.br/cobicet2023 MATERIAL E MÉTODOS Área de estudo e material vegetal – O experimento foi realizado com mudas rabanete R. sativus L. (Figura 1, 2, 3 e 4) em uma casa de vegetação na área experimental do Centro Nacional de Educação Rural Integrada - CEIER Boa Esperança-ES. O local de estudo possui clima quente e úmido (tipo Köppen Aw) com temperatura média de 24 °C (ALVARES et al., 2013). O solo é classificado como vermelho-amarelo pobre em nutrientes, com pH em torno de 5,0 e fertilidade de moderada a baixa, solos pobres como este são típicos da Mata Atlântica (SANTOS et al., 2013; SILVA et al., 2007). Análise de crescimento e alocação de biomassa – As plantas serão avaliadas quanto à altura da planta (AP) e comprimento da raiz (CR), determinados utilizando uma fita métrica e expresso em cm, diâmetro da raiz (DR) em cm, medido com auxílio de um paquímetro digital, o número de folhas (NF) e número de raízes (NR) serão contados manualmente, biomassa fresca da parte aérea (BFPA) e a biomassa fresca da raiz (BFR) foram pesadas em balança analítica de precisão. Por fim, a biomassa seca da parte aérea (BSPA) e a biomassa seca da raiz (BSR) foram secas em estufa de circulação forçada de ar a 72°C, até atingirem peso constante, após isso o material seco foi pesado em balança analítica, sendo os valores expresso em g. Delineamento experimental e análise estatística – O experimento será inteiramente casualizado (DIC) com 5 plantas em cada um dos seguintes tratamentos: Controle-cultivo em casa de vegetação (condição ideal); T1-5 dias na BOD à 40ºC por 5 horas; T2-15 dias na BOD à 40ºC por 5 horas; T3-30 dias na BOD à 40ºC por 5 horas. Após 30 dias os dados foram coletados. A análise estatística foi realizada usando o software Excel. RESULTADOS E DISCUSSÃO Verificou-se melhor resultado nas plantas cultivadas no tratamento Controle” (figura 1), cultivado em casa de vegetação em condições ideais. Todavia, nos tratamentos T1 (figura 2), T2 (figura 3) e T3 (figura 4) após 30 dias de experimento (Figura 5, 6 e 7). Fagundes et al., (2010) afirmam que o aumento do CO2, seguido de aumento na temperatura do ar, afetou negativamente o crescimento de batata (Solanum tuberosum L.). Resultado semelhante ao encontrado no presente trabalho. Figura 1: Plantas de R. sativus submetias ao tratamento controle em casa de vegetação. Figura 2: Plantas de R. sativus submetias ao tratamento T1 em casa de vegetação. Figura 3: Plantas de R. sativus submetias ao tratamento T2 em casa de vegetação. Figura 4: Plantas de R. sativus submetias ao tratamento T3 em casa de vegetação. Anais do IV CoBICET – Resumo expandido Congresso Brasileiro Interdisciplinar em Ciência e Tecnologiaa 27 de agosto a 01 de setembro de 2023 Evento online www.even3.com.br/cobicet2023 Figura 5: Experimento na casa de vegetação do CEIER de Boa Esperança-ES. Figura 6: Medição da altura das plantas. Observou-se maiores número de folhas (figura 7), biomassa fresca da raiz e parte aérea (figura 8), biomassa seca da raiz e parte aérea (figura 9), altura das plantas (figura 10), comprimento e diâmetro da raiz (figura 11 e 12), nas plantas cultivados no tratamento controle em relação ao tratamento T1. Todos os indivíduos cultivados nos tratamentos T2 e T3 morreram possivelmente devido a severidade dos efeitos de estresse ao qual foram submetidos. Figura 7: Número de folhas de R. sativus cultivadas nos seguintes tratamentos: controle-cultivo em casa de vegetação; T1-5 dias à 40ºC por 5 horas; T2-15 dias à 40ºC por 5 horas; T3-30 dias à 40ºC por 5 horas na BOD. Figura 8: Biomassa fresca da raiz eparte aérea de R. sativus cultivadas nos seguintes tratamentos: controle- cultivo em casa de vegetação; T1-5 dias à 40ºC por 5 horas; T2-15 dias à 40ºC por 5 horas; T3-30 dias à 40ºC por 5 horas na BOD. Figura 9: Figura 8: Biomassa seca da raiz e parte aérea de R. sativus cultivadas nos seguintes tratamentos: controle-cultivo em casa de vegetação; T1-5 dias à 40ºC por 5 horas; T2-15 dias à 40ºC por 5 horas; T3- 30 dias à 40ºC por 5 horas na BOD. Figura 10: Altura das plantas de R. sativus cultivadas nos seguintes tratamentos: controle-cultivo em casa de vegetação; T1-5 dias à 40ºC por 5 horas; T2-15 dias à 40ºC por 5 horas; T3-30 dias à 40ºC por 5 horas na BOD. 4,0 2,5 0,0 0,0 0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 Controle T1 T2 T3 Número de Folhas 5,4 1,9 0,0 0,0 8,9 3,4 0,0 0,0 0,0 5,0 10,0 Controle T1 T2 T3 Biomassa Fresca Biomassa fresca da parte aérea (g) Biomassa fresca da raiz (g) 0,4 0,2 0,0 0,0 0,8 0,2 0,0 0,0 0,0 0,5 1,0 Controle T1 T2 T3 Biomassa Seca Biomassa seca da parte aerea (g) Biomassa seca da raiz (g) 33,5 24,5 0,0 0,0 0,0 10,0 20,0 30,0 40,0 Controle T1 T2 T3 Altura da Planta (cm) Anais do IV CoBICET – Resumo expandido Congresso Brasileiro Interdisciplinar em Ciência e Tecnologiaa 27 de agosto a 01 de setembro de 2023 Evento online www.even3.com.br/cobicet2023 Figura 11: Comprimento da raiz de R. sativus cultivadas nos seguintes tratamentos: controle-cultivo em casa de vegetação; T1-5 dias à 40ºC por 5 horas; T2-15 dias à 40ºC por 5 horas; T3-30 dias à 40ºC por 5 horas na BOD. Figura 12: Diâmetro da raiz de R. sativus cultivadas nos seguintes tratamentos: controle-cultivo em casa de vegetação; T1-5 dias à 40ºC por 5 horas; T2-15 dias à 40ºC por 5 horas; T3-30 dias à 40ºC por 5 horas na BOD. A diminuição dos parâmetros morfológicos (crescimento) avaliados está de acordo com o que foi observado por Neto et al., (2005), onde diferenças no sombreamento de mudas de alface (Lactuca sativa L.) provocaram uma diminuição dos atributos citados acima em condições de alta temperatura e luminosidade. Os resultados deste experimento corroboraram com o afirmado por Neto et al., (2005). As mudanças climáticas poderão acarretar eventos extremos como dias prolongados com altas temperaturas mais comuns (INTERGOVERNMENTAL PANEL ON CLIMATE CHANGE, 2007). Os efeitos desse tipo de estresse em plantas vêm sendo estudado por muitos grupos de pesquisas. Sabe-se que altas temperaturas afetam a fotossíntese de videiras no norte do Estado do Espírito Santo (PINHEIRO et al., 2020), gramíneas em pastagens dos pampas gaúchos (PINHEIRO et al., 2019). As altas temperaturas também interferem no processo de sucessão ecológica, o que pode provocar a extinção de espécies nativas por competição com espécies exóticas (YUE et al., 2017). CONCLUSÃO O rabanete (R. sativus) demonstrou ser uma planta suscetível a perdas de produção numa perspectiva de mudanças climáticas. AGRADECIMENTOS Ao Centro Estadual Integrado de Educação Rural (CEIER) de Boa Esperança-ES, a Fundação de Apoio à Pesquisa do Espírito Santo (FAPES). REFERÊNCIAS Alvares, C. A.; J. L. Stape; P. C. Sentelhas; J. L. de Moraes Gonçalves; and G. Sparovek. Köppen’s climate classification map for Brazil. Meteorol 22 (6):711–28, 2013. Assad, E.D.; Pinto, H.S.; Zullo Junior, J.; Ávila, A.M.H. Impacto das mudanças climáticas no zoneamento agroclimático do café no Brasil. Pesquisa Agropecuária Brasileira, v.39, p.1057- 1064, 2004. Fagundes, J.D; de Paula, G.M.; Lago, I.; Streck, N.A.; Bisognin, D.A. Ciência Rural, Santa Maria, v.40, n.6, p.1464-1472, 2010. Filgueira, F. A. R. Novo manual de olericultura: agrotecnologia moderna na produção e comercialização de hortaliças. 3. ed. Viçosa, MG: Ed. UFV, 2007. p. 294-295. GONDIM, R.S.; CASTRO, M.A.H. de; EVANGELISTA, S.R. de M.; TEIXEIRA, A. dos S.; FUCK JÚNIOR, S.C. de F. Mudanças climáticas e impactos na necessidade hídrica das culturas perenes na Bacia do Jaguaribe, no Estado do Ceará. Pesquisa Agropecuária Brasileira, v.43, p.1657-1664, 2008. Intergovernmental Panel on Climate Change. Climate change 2007: the physical science basis: contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge: IPCC, 2007. 989p. Karl, T.R.; Kukla, G.; Razuvayev, V.N.; Changery, M.J.; Quayle, R.G.; Heim Junior, R.R.; Easterling, D.R.; Bin FU, C. Global warming: evidence for asymmetric diurnal temperature change. Geophysical Research Letters, v.18, p.2253-2256, 1991. Neto, F.B; Rocha, R.H.C; Rocha, R.C.C; Negreiros, M.Z.; Leitão, M. de M.V.B.R; Nunes, G.H; Sobrinho, J.E.; Queiroga, R.C.F. Sombreamento para produção de mudas de alface em alta 21,0 13,0 0,0 0,0 0,0 5,0 10,0 15,0 20,0 25,0 Controle T1 T2 T3 Comprimento da Raiz (cm) 1,6 0,5 0,0 0,0 0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 Controle T1 T2 T3 Diâmetro da Raiz (cm) Anais do IV CoBICET – Resumo expandido Congresso Brasileiro Interdisciplinar em Ciência e Tecnologiaa 27 de agosto a 01 de setembro de 2023 Evento online www.even3.com.br/cobicet2023 temperatura e ampla luminosidade. Página do Horticultor, Hortic. Bras. 23 (1), 2005. Pereira, A. J.; Blank, A. F.; Souza, J. R. Oliveira, P. M.; Lima, L. A. Efeito dos níveis de reposição e frequência de irrigação sobre a produção e qualidade do rabanete. Revista de Engenharia Agrícola e Ambiental, Campina Grande, v.3, n.1, p.117-120, 1999. Pinheiro, C. L.; Rosa, L. M. G.; Falqueto, A. R. Resilience in the functional responses of Axonopus affinis Chase (Poaceae) to diurnal light variation in an overgrazed grassland. Agricultural and Forest Meteorology. Volumes 266–267, 15 March 2019, Pages 140-147, 2019. Pinheiro, C.; Paulo Czepak, M.; Sayuri Hassuda Santos, J.; Merlo Mendes, M.; Beatriz Radmann, E.; Ralph Falqueto, A. O QUE SE GANHA SOBREPONDO BOTÂNICA BÁSICA E APLICADA EM UM LABORATÓRIO DE ECOFISIOLOGIA VEGETAL? Anais do Salão Internacional de Ensino, Pesquisa e Extensão, v. 11, n. 2, 28 ago, 2020. Santos, H.G; Almeida, J.A.; Oliveira, J.B.; Lumbreras, J.F.; Anjos, L.H.C.; Coelho, M.R.; Jacomine, P.K.T.; Cunha, T.J.F.; Oliveira, V.A. Sistema Brasileiro de Classificação de Solos. 3.ed. Brasília: Embrapa, p. 353, 2013. Silva, R. C., J. M. Pereira, Q. R. Araújo, A. J. V. Pires, and A. J. Del Rei. Alterações nas propriedades químicas e físicas de um chernossolo com diferentes coberturas vegetais. Revista Brasileira de Ciência do Solo 31, 2007. Siqueira, O.J.W. de; Steinmetz, S.; Ferreira, M.F.; Costa, A.C.; Wozniak, M.A. Mudanças climáticas projetadas através dos modelos GISS e reflexos na produção agrícola brasileira. Revista Brasileira de Agrometeorologia, v.8, p.311-320, 2000. Siqueira, O.J.W. de; Steinmetz, S.; Salles, L.A.B. Efeitos potenciais das mudanças climáticas na agricultura brasileira e estratégias adaptativas para algumas culturas. In: LIMA, M.A. de; CABRAL, O.M.R.; GONZALES MIGUEZ, J.D. Mudanças climáticas globais e a agropecuária brasileira Jaguariúna: Embrapa Meio Norte, 2001. p.33-63. Streck, N.A. Climate change and agroecosystems: the effect of elevated atmospheric CO2 and temperature on crop growth, development, and yield. Ciência Rural, v.35, p.730-740, 2005. Taiz, L.; Zeiger, E. Fisiologia vegetal 3.ed. Porto Alegre: Artemed, 2004. 719p. Tubiello, F.N.; Danatelli, M.; Rosenzweig, C.; Stockle, C.O. Effects of climate change and elevated CO2 on cropping systems: model predictions at two Italian locations. European Journal of Agronomy, v.13, p.179-189, 2000. Yue, M.F.; Flory, S. L.; Feng, L.; Ye, W.H.; Shen, H.; Tian, X.S.; Wang, Z.M. Effects of extreme temperatures on the growth and photosynthesis of invasive Bidens alba and its native congener B. biternate. NordicJournal of Botany 35: 377–384, 2017.