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1 IntroduIntroduççãoão aosaos CereaisCereais de de InvernoInverno CESNORS/UFSM – Centro de Educação Superior Norte do RS Disciplina de Agricultura Especial I Profa. Fabiane Lamego Cereal ou Cereais • Bíblia • Origem da palavra: deusa romana do grão = Ceres O nome Ceres provém de "ker", de raiz Indo-Européia e que significa "crescer“. Cereal ou Cereais • São plantas cultivadas por seus frutos comestíveis (do tipo cariopse), normalmente chamados “grãos”; • Produzidos em todo o mundo, em maiores quantidades que qualquer outro produto; • Fornecem calorias ao ser humano; em alguns países constituem praticamente a dieta inteira da população. Cereal ou Cereais • Além de calorias do amido, são fonte de proteínas, e ainda ácidos graxos essenciais e nutrientes oriundos de grãos integrais; • Consumo in natura e/ou mingau (arroz, aveia); demais, como farinhas = beneficiados. Grãos integrais - não são beneficiados; • Farinhas utilizadas para pães, massas e biscoitos e, ainda cereais matinais. Poáceas • 610 gêneros • 10.000 espécies • Família Poaceae • Sub-famílias: – Festucoideae: trigo, aveia, cevada e centeio – Panicoideae: milho e sorgo – Oryzoideae: arroz Cereais de Estação Fria Poáceas de Outono/Inverno Triticum aestivum TRIGO Avena sativa AVEIA Hordeum distichum CEVADA Secale cereale CENTEIO X Triticosecale Wittmack TRITICALE 2 trigo cevada aveia centeio Fonte: www.fas.usda.gov/2006/12-06/graint 586,808 138,503 23,740 12,205 Figura 1. Produção mundial de cereais de estação fria, (Milhões de Ton). 77 18 3 2 Tabela 1. Área, produção e produtividade de cereais de estação fria no Brasil 1.913243.751127.084Aveia 1.2514.6563.721Centeio 2.829278.10098.027Cevada 2.2654.028.1341.778.232Trigo Produtividade (kg ha-1)Produção (t)Área (ha) Fonte: IBGE, 2007. Morfologia Cariopse • Fruto simples, seco e indeiscente, denominado semente – Não perdem lema e pálea na trilha: – Perdem lema e pálea na trilha: Cariopse • Fruto simples, seco e indeiscente, denominado semente – Não perdem lema e pálea na trilha: • Grãos em foma de pirâmide – cevada • Grãos fusiformes – aveia – Perdem lema e pálea na trilha: Sementes Hordeum distichum Avena sativa 3 Cariopse • Fruto simples, seco e indeiscente, denominado semente – Não perdem lema e pálea na trilha: • Grãos em foma de pirâmide – cevada • Grãos fusiformes – aveia – Perdem lema e pálea na trilha: • Grãos com sulco longitudional profundo e forma ovóide – trigo • Grãos com uma extremidade em forma de bisel, sulco não profundo - centeio Sementes Triticum aestivum Secale cereale Sementes AVEIA CEVADA CENTEIO TRIGO Endosperma (amido + glúten) Embrião Pericarpo GRÃO Grão - Trigo • Pericarpo = camadas que protegem a semente; • Endosperma = formado por amido; representa de 83 a 85% do grão; • Embrião ou germe = origina a nova planta e é composto por proteínas, vitaminas e lipídios ou óleos. • Farinha – endosperma • Farelo – camadas externas; farelo de aveia (colesterol). Tabela 2. Composição média de grãos (%) de cereais de estação fria 2,0 2,9 1,2 2,3 Fibras 2,92,510-1660-70Cevada 2,01,79-1460-75Centeio 1,958-1460-70Aveia 1,7210-1560-75Trigo MineraisÓleoProteínaAmido CARACTERÍSTICAS Fonte: Apostila Cereais de estação fria – Agronomia/UFRGS. 4 Tabela 3. Composição protéica de grãos (%) de cereais de estação fria 30-50 35-45 10-15 40-50 Prolamina 35-4510-203-410-16Cevada 30-505-105-109-14Centeio 5805-108-14Aveia 30-406-103-510-15Trigo GlutelinaGlobulinaAlbuminaProteína Total CARACTERÍSTICAS Fonte: Mayer & Mayer, 1989 MORFOLOGIA • Sistema Radicular: – Seminal: raiz primária, sai diretamente da semente – Adventício ou nodal: ponto de crescimento (nós do caule acima da semente) • Alternados • 2 a 3 semanas após germinação (afilhamento) • Variam em número, desde nenhuma em condições de seca, a mais de 100 em condições favoráveis. • No campo, o desenvolvimento radicular continua até o espigamento; • Pode seguir crescendo durante o desenvolvimento do grão (água e nutrientes); • Funções: • No campo, o desenvolvimento radicular continua até o espigamento; • Pode seguir crescendo durante o desenvolvimento do grão (água e nutrientes); • Funções: – Absorção de água e nutrientes – Poáceas: • redução de nitrato (embora a maioria ocorra nas folhas expostas à luz) • raízes podem sintetizar aminoácidos e agir como fonte de crescimento para a parte aérea MORFOLOGIA • Coleóptilo: – Folha modificada • Proteção – Comprimento • Profundidade de semeadura Ponto de crescimento Diferenciação floral: 6-7 folhas MORFOLOGIA 5 • Folhas: lâmina, bainha, aurícola e lígula – 10 a 12 folhas • Desenvolvimento de novas folhas, tamanho e formato do limbo maduro depende: – temperatura (20°C) – intensidade luminosa – comprimento do dia – estado nutricional sob os quais a planta cresce • Arranjo foliar: – Aproveitamento da energia solar – Potencial produtivo • Área foliar máxima: – Logo antes do espigamento, após a emergência completa da folha bandeira MORFOLOGIA MORFOLOGIA Figura 3. Morfologia e estrutura da folha de cereal de estação fria. CARACTERÍSTICAS DE FOLHA ---Sem pêlosNormalmente piloso Pilosidade das Aurículas AusenteComprido AmplexiformeCurta com pêlosAurícola MembranosaMembranosaMembranosaLígula AveiaCevadaTrigoCaracterísticas Tabela 4. Características de folha de cereais de estação fria PrincipaisPrincipais caractercaracteríísticassticas anatômicasanatômicas de de umauma plantaplanta de de trigotrigo Raízes seminais Raízes nodais Semente Perfilho zero Perfilho 1 Folha 1Perfilho 2 Folha 2 Folha 4 Folha 6 Folha 5 Folha 3 • Panícula aberta -> aveia • Espiga com três espiguetas unifloras em cada nó do raquis -> cevada • Espiga dística com uma espigueta em cada nó do raquis: – Glumas côncavas, 5 nervuras. Espiguetas com até 5 flores -> trigo – Glumas lineares, uninervadas. Espiguetas com até 3 flores -> centeio INFLORESCÊNCIA 6 Glumas: brácteas (folhas modificadas) de consistência membranosa, mais ou menos seca, das inflorescências das gramíneas. Cada espigueta está envolvida geralmente por duas glumas. CEVADATRIGO ARROZ Glumela: bractéolas que envolvem cada flor da inflorescência das gramíneas. A glumela de inserção inferior é designada lema e a outra, de inserção superior, pálea. • Antécio: estrutura floral – Brácteas: lema e pálea – Pistilo e estigma – Estames e anteras • Prioridade de crescimento: – Trigo e cevada: espiguetas centrais – Aveia: basípeto 7 (%)Cultura 96-99Centeio < 0,01Aveia 0,5-1Cevada 1-4Trigo Tabela 4. Percentagem de fecundação cruzada nas culturas de cereais de estação fria Fonte: Apostila Cereais de estação fria – Agronomia/UFRGS. FLORESCIMENTO Crescimento e Desenvolvimento AFILHAMENTO ALONGAMENTO ESPIGAMENTO E FLORESCIMENTO MATURAÇÃO PERPERÍÍODO VEGETATIVOODO VEGETATIVO 8 SUB-PERÍODO Semeadura - Emergência • Água: absorção 40% da massa seca da semente => processo físico • Gases: oxigênio • Temperatura: atividade enzimática – Duração: 5-14 dias – Alta temperatura: coleóptilo – Baixa temperatura: raízes, 14-18°C GERMINAÇÃO Faixa de temperatura adequada à germinação (°°°°C) 31 - 4025 - 313 - 5 Centeio 31 - 4025 - 313 - 5Aveia 30 - 4019 - 273 – 5Cevada 30 - 4315 - 313 – 5Trigo MáximaÓtimaMínima Figura 2. Estádio de desenvolvimento de cereal de estação fria. EMERGÊNCIA SUB-PERÍODO • Emergência – Diferenciação dos primórdios florais 9 • Similar à ramificação: ocorre após a formaçãoda terceira folha; • Durante o crescimento inicial, enclausurado na bainha da folha superior adjacente, inteiramente dependente da parte aérea; tornam- se independentes após 3 folhas maduras, com raízes nodais na sua base; • Fatores: – Temperatura: – Disponibilidade de água e nutrientes: – Espaçamento, densidade de plantas: – Genética: • Estabelecimento do sistema radicular adventício; • Aqueles que não atingem a maturidade = “investimento perdido”; • Mecanismos de percepção de luz AFILHAMENTO Duas folhas Três folhas e um afilho Quatro folhas dois afilhos Seis folhas três afilhos SUB-PERÍODO • Diferenciação dos primórdios florais – Florescimento • Alongamento dos entre-nós • Desenvolvimento das inflorescências • Crescimento acelerado dos entrenós (início pelos basais) • Sinal visível -> Ocorre o aparecimento externo do primeiro nó na base da planta • Cessa o afilhamento • Folha bandeira ainda enrolada – início do emborrachamento • Desenvolvimento da inflorescência ALONGAMENTO DO COLMO 10 PERPERÍÍODO REPRODUTIVOODO REPRODUTIVO • Evento crítico – Estatura final – Plena área foliar – Máximo sistema radicular – Fecundação dos óvulos EMERGÊNCIA DA INFLORESCÊNCIA • Fecundação – 5 a 7 dias após plena emergência da inflorescência -> trigo, aveia e centeio – Espiga ainda envolta pela bainha folha bandeira -> cevada EMERGÊNCIA DA INFLORESCÊNCIA • Baixa : alta esterilidade (congelamento do óvulo) • Alta : dano ao óvulo (40°C por 1 hora) • Ótima: 26 a 35°C TEMPERATURA X FLORESCIMENTO 11 SUB-PERÍODO • Polinização – Maturação Fisiológica • Máxima acumulação de matéria seca (30 a 50 dias) – Formação do embrião – Deposição de reservas • É afetada por: – Alta temperatura – Baixa umidade do solo – Dias muito longos FORMAÇÃO DO GRÃO • Crescimento ótimo do embrião: – 25 a 30°C; – Temperaturas altas reduzem tempo de enchimento FORMAÇÃO DO GRÃO SUB-PERÍODO • Maturação Fisiológica – Colheita • Perda de umidade • Duração depende de fatores do ambiente 12 • Componentes do rendimento: • Número de plantas por m2 • Número de inflorescências por m2 • Número de grãos por inflorescência • Peso do grão PRINCIPAIS FATORES DE PERDAS DE PRODUTIVIDADE PRINCIPAIS FATORES PERDAS DE PRODUTIVIDADE Temperatura Baixa – alta esterilidade (congelamento óvulo) Alta – dano ao óvulo (40°C por uma hora) Granizo Fase inicial (danos as folhas – novas são produzidas) Emborrachamento (extremamente prejudicial) – desfolhamento e quebra de colmos PRINCIPAIS FATORES PERDAS DE PRODUTIVIDADE Acamamento Ventos; Chuvas (Emborrachamento – recuperação parcial) 20Grão em massa mole 12Grão em massa dura 25Grão leitoso 31Espigamento % perda de produtividadeÉpoca de acamamento Fonte: Apostila Cereais de estação fria – Agronomia/UFRGS. Tabela 6. Perda de produtividade em função da época de acamamento na cultura do trigo Afilhamento ontogenicamente distintos Falha semeadura – plantas daninhas PrPrááticasticas associadasassociadas aoao prpréé-- estabelecimentoestabelecimento das das culturasculturas 13 PrPrááticasticas associadasassociadas aoao prpréé-- estabelecimentoestabelecimento das das culturasculturas • Estabelecimento da época de semeadura/plantio; • Escolha da cultivar; • Obtenção de sementes; • Análise de solo como parâmetro para a recomendação de adubação. Época de semeadura/plantio • Fatores que influem na escolha: – Espécie – Cultivar – Produtividade desejada – Sistema de cultivo – Variação sazonal dos preços dos produtos – Mercado – Tamanho da área cultivada – Disponibilidade de maquinário e de mão-de-obra Época de semeadura/plantio • Fatores que influem na escolha: – Região de cultivo • Clima – Temperatura (região, altitude) » Períodos críticos » Sensibilidade a geadas (frequência, intensidade) – Precipitação pluvial (disponibilidade hídrica) » Tolerância à deficiência hídrica » Períodos críticos à deficiência » Sensibilidade a excessos hídricos Época de semeadura/plantio • Fatores que influem na escolha: – Região de cultivo • Clima – Radiação solar » Otimização do uso da radiação solar » Períodos críticos – Umidade relativa do ar » Relação com incidência de moléstias » Relação com evapotranspiração Época de semeadura/plantio: CEREAIS DE ESTAÇÃO FRIA • Reduzir riscos de geadas próximo ao florescimento; • Evitar altas temperaturas na floração e enchimento de grãos; • Baixas temperaturas beneficiam o processo de afilhamento (acima de zero). Época de semeadura: Cevada VariaVariaççãoão sazonalsazonal dada temperaturatemperatura:: invernoinverno ÉÉpocaspocas recomendadasrecomendadas parapara a a SemeaduraSemeadura de de cevadacevada Áreas mais quentes – semeado antes para evitar altas temperaturas no enchimento de grãos Áreas mais frias – semeado mais tarde para evitar geadas tardias, especialmente no florescimento 14 Escolha da cultivar • Fatores que influem na escolha: – Produtividade desejada – Sistemas de rotação/sucessão de culturas (ciclo) – Objetivo da produção – Época de semeadura – Tolerância a temps baixas (arroz, cereias estação fria) – Resistência a acamamento – Resistência a pragas e moléstias Escolha da cultivar • Fatores que influem na escolha: – Tolerância à deficiência hídrica – Tolerância a solos mal drenados – Disponibilidade de sementes – Tamanho da área cultivada – Custo da semente Análise de Solo • Representatividade das áreas; • Correção do solo; • Adubação: – Análise de solo – Classe de solo (P) – Expectativa de produtividade das culturas – Ordem de cultivos – Níveis adequados de nutrientes – Teor de matéria orgânica (N) – Espécie e rendimento da cultura antecessora Considerar: • Rotação de culturas => controle de doenças; • Por exemplo, trigo por não ser hospedeiro de esclerotínia, rizoctoniose e fusariose é uma boa opção no inverno para as culturas do tomate, feijão e demais leguminosas. Bibliografia – Cereais de Inverno • CASTRO, P.R.C.; KLUGE, R.A. Ecofisiologia de cultivos anuais. Ed. Nobel. 1999; • Indicações Técnicas para as culturas do Trigo e Triticale; Aveia, Cevada e Centeio.
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