Ecofisiologia das Plantas

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Nathália Gomes Bernardo 
Aula 3 – Agrostologia – 16/03/2021 
Ecofisiologia das Plantas 
 
Premissa 1) A principal fonte de energia dentro de um sistema de pecuária é a luz solar. 
É importante saber como a gramínea forrageira capta luz pra ser o mais eficiente possível 
nessa captação > quanto mais luz solar o pasto consegue captar, mais carbono atmosférico 
será captado e mais matéria orgânica se fixa no solo> maior eficiência ambiental. 
 
Premissa 2) É necessário uma superfície de captação de energia – no caso das pastagens 
são as folhas- cujo tamanho e eficiência (das folhas)- em transformar a energia solar em 
energia química dependem da disponibilidade de nutrientes do solo e do manejo da 
desfolhação. 
> A planta depende de nutrientes e minerais do solo. 
Sendo assim, quanto mais o animal come a pastagem (remoção de área foliar), menos 
fotossíntese a planta faz porque diminui a área foliar. 
É necessário saber até onde se pode fazer desfolhação de modo que ainda permita que a 
planta continue fazendo fotossíntese. 
 
Premissa 3) O animal afeta as premissas anteriores, por remover essa superfície e 
modificar a reciclagem e a disponibilidade de nutrientes. > cada animal pasteja de uma 
forma, o ideal é que essa pastagem seja ingerida até um limiar que permita a rebrotação 
(manutenção de folha para a planta para que possibilite a fotossíntese). 
 
Animal modifica a disponibilidade de nutrientes: Uma boa parte do que o animal come é 
excretado nas fezes > inclusive os nutrientes > padrão de deposição de fezes e urina dos 
animais > o animal transfere de lugar os nutrientes (retira de um local ao ingerir a 
gramínea e deposita uma parte em outro local através das fezes) 
 
F O T O S S Í N T E S E 
Definida como um processo físico-químico, mediante o qual os organismos 
fotossintéticos (plantas) sintetizam/produzem compostos orgânicos (carboidratos, 
proteínas, vitaminas, ou seja, tecidos vegetais de forma geral) a partir de matéria prima 
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inorgânica (hidrogênio, fosforo, potássio, cálcio, magnésio, carbono, hidrogênio, 
oxigênio), na presença de luz solar. 
 Nas áreas de pastagem é necessário fazer alguns investimentos > necessário 
fornecer alguns nutrientes. 
O estômato das plantas é 
importante para troca de gases e água 
entre a folha e o meio > pega gás 
carbônico e devolve oxigênio e água. 
Aberto como está na imagem, o 
estômato está realizando trocas. 
Ostíolo é a abertura do estômato. 
As células guarda abrem e fecham o estômato> ocorre através de estímulos 
externos> o ideal seria que ficasse sempre aberto (para sempre ocorrer trocas gasosas), 
mas há motivos que as fazer fechar. 
Fotossíntese: C02 + água -> produz 
carboidrato, libera oxigênio e água. 
 
A planta faz fotossíntese, mas também 
faz respiração celular (citoplasma e 
mitocôndria) > queima de carboidratos + 
oxigênio + água-> liberando CO2 +água + 
energia (calor). 
 
Em áreas de pastagem há alguns grupos fotossintéticos: 
C3: gramíneas de clima temperadas e leguminosas > de climas frio 
C4: gramíneas tropicais > as que mais utilizamos 
CAM: gramíneas de clima árido ou semi-árido > no nordeste é utilizada. 
 
 C I C L O F O T O S S I N T É T I C O 
Ciclo de Calvin da C3: Com a entrada do CO2 no estômato e ação da enzima rubisco, o 
primeiro composto estável do ciclo é um ácido com 3 carbonos (ácido C3) > o produto 
final do ciclo é um carboidrato. 
A enzima rubisco tem afinidade tanto com CO2 como O2; se entrar CO2, o cilco 
gira e, produz carboidrato; se entrar O2, o ciclo gira e, se libera O2 (perde massa). 
 
Em situações de alta 
temperatura 
(característica de país 
tropical, como o BR), a 
concentração de O2 é 
maior que de CO2 no 
cloroplasto e então 
ocorre fotorrespiração.> 
ou seja, o ciclo gira com 
oxigênio e isso é ruim. 
Além disso, a 
concentração de 
Oxigênio na atmosfera é 
maior que CO2 > para a 
planta isso é ruim. 
 No mesofilo é onde ocorre grande parte da fotossíntese na planta> O ciclo de 
Calvin na planta C3 ocorre no mesófilo, enquanto na planta C4 o Ciclo de Calvin ocorre 
na bainha vascular. 
 Planta C3 não te célula da bainha vascular; planta C4 tem. 
 Na planta C4, o CO2 atmosférico entra na 
célula do mesófilo e é utilizado pela enzima 
fosfoenolpiruvato carboxilase (PEPCK) que 
carboxila e monta um ácido com 4 carbonos > 
então o primeiro composto estável da planta C4 
é um ácido de 4 carbonos > essa formação 
desse ácido é como se fosse um 
empacotamento, porque a planta necessita de 
CO2, mas tem muito mais disponível O2 que 
CO2 então seria como se a planta estivesse 
estocando na forma de ácido de 4 carbonos nas células da bainha vascular (parreira para 
o CO2 que entra e é processado e empacotado) > Ciclo de calvin quando gira com CO2 
produz oxigênio e fotossimilado; já quando gira com O2 o ciclo produz Co2 e queima 
oxigênio.> a estocagem de CO2 pela planta na bainha vascular faz com que essa planta 
gire com CO2. > Sendo assim, a planta C4 cresce mais. 
 
A planta C3 cresce em taxas mais lentas. Por outro lado, como a gramínea C3 
como é ineficiente em uso de CO2 ela aumenta a concentração de moléculas que clorofila 
(que são ricas em proteína) para utilizar o CO2 com mais eficiência> então as gramíneas 
C3 normalmente tem melhor valor nutritivo. 
C3: produz menos, mas qualidade melhor. 
C4: produz mais, mas qualidade inferior. 
MAC: metabolismo ácido das 
crassuláceas > dentro desse grupo estão os 
cactos. 
 A noite essas plantas abrem o 
estômato e entra CO2 e faz o mesmo 
processo da planta C4> CO2 entra e é 
compactado, na forma de amido. Quando 
o estômato está aberto também pode sair 
água. 
Durante o dia o estômato está fechado e a planta usa o CO2 na forma de malato. 
Como são plantas que estão em climas secos, ela tem que economizar água e, por 
isso, fecha o estômato a noite (evitar transpirar- sair água pelo estômato). 
A taxa de crescimento dessas plantas é bem menor que das C3 e C4. 
Cacto e suculentas são plantas MAC. 
 
E F E I T O S C L I M Á T I C O S S O B R E A P L A N T A 
 
Temperatura 
 
Temperatura da folha e consequentemente do ambiente. 
No gráfico, em azul corresponde a planta C3 e em 
laranja corresponde a planta C4. No eixo x 
corresponde a temperatura da folha (e 
consequentemente do ambiente) e o eixo y 
corresponde a fotossíntese líquida. A planta C3 no frio 
produz pouco, ao passo que a temperatura aumenta até 
mais ou menos 25ºC e ela aumenta a produção para o 
máximo de fotossíntese, mas quando a temperatura 
ultrapassa esse marco a fotossíntese cai> porque a 
relação oxigênio/ CO2 dentro do cloroplasto fica muito alta – a concentração de O2 é 
muito maior em CO2 em altas temperaturas- e o ciclo gira apenas com oxigênio – até 
porque a enzima rubisco tem afinidade por O2 e por CO2. Já a planta C4: em temperaturas 
baixas produz menos que C3, mas quando ao passo que aumenta a temperatura a planta 
produz mais – tendo pico em cerca de 45ºC- mas quando ultrapassa o limiar a produção 
caí a produção porque ocorre desnaturação de proteínas. Sendo assim: Em temperatura 
baixas, planta C3 produz mais que C4; em temperaturas altas é o contrário. 
Necessário entender a ação da temperatura nas plantas para fazer a escolha 
dependendo da região (e conhecer a temperatura da região). -> a temperatura em 
Uberlândia é considerada de clima tropical e quente a maior parte do ano -> escolha planta 
C4. 
Luminosidade 
 
No eixo x é correspondente a irradiância, ou seja, luz; 
enquanto que no eixo y a fotossíntese líquida da planta. Em 
verde está representado plantas C3, enquanto que em laranja 
a planta C4. 
Conforme aumenta a luz, quando ultrapassa de 800 > a 
fotossíntese da C3 fica em valor próximos/ constante; 
enquanto a C4: quanto mais luz, mais fotossíntese. 
Normalmentese trabalha com associação de C3 
leguminosas de porte mais baixo e gramíneas C4 de porte 
mais alto> a gramínea de porte mais alta capta boa parte da luz, e a leguminosa em baixo 
capta menos luz (precisa de menos luz). 
Concentração de CO2 
 
As plantas C3 preferem concentrações de CO2 
maiores que a C4. A C4 com pequena concentração 
de CO2 já faz muita fotossíntese> porque empacota 
e aumenta a concentração intracelular > mantém 
uma constante. 
No gráfico a planta C3 a medida que aumenta as 
concentrações de CO2 aumenta a fotossíntese (e 
consequentemente o crescimento) também; 
enquanto a C4, em pequena concentração de CO2 já faz muita fotossíntese justamente 
porque faz empacotamento de CO2 aumentando a concentração intracelular e, por isso, 
mantem uma constante. 
Na natureza 95% das plantas são C3 > quanto mais CO2 mais a floresta produz 
matéria orgânica. 
I N T E R A Ç Ã O D A F I S I O L O G I A E D E S E N V O L V I M E N T O 
D E P L A N T A S F O R R A G E I R A S 
Os principais fatores que afetam o desenvolvimento das plantas: 
- Fatores climáticos: luz, temperatura, fotoperíodo, umidade > quanto maior a 
duração do dia, melhor para planta; a umidade é o único fator climático controlável, 
porque é possível irrigar o pasto. 
-Fatores edáficos: fertilidade do solo, propriedades físicas do solo e topografia. > 
fertilização do solo é possível alterar melhorando com adubação; propriedades física 
como textura do solo, não é possível alterar; a topografia também é possível, mas não 
é viável. 
-Espécie forrageira: potencial genético para produção e valor nutritivo, adaptação 
ao ambiente, competição entre plantas, aceitabilidade para pastejo animal e 
persistência a longo prazo; 
- Manejo da pastagem: métodos de pastejo, taxa de lotação, estratégias de 
fertilização, controle de invasores e outras práticas culturais. 
 
E F E I T O S D O I N D I C E D E Á R E A F O L I A R NO 
D E S E N V O L V I M E N T O 
A taxa de crescimento forrageiro é uma função do Índice de Área Foliar (IAF) e 
da eficiência fotossintética das folhas. Quanto maior o IAF mais a planta cresce 
porque está ocorrendo mais fotossíntese. 
Folhas mais novas são mais eficientes. > as folhas mais novas das plantas ficam 
em cima -> durante o pastejo o animal vai se alimentar primeiro da mais nova 
justamente por estar mais a cima; mas a folha que mais possui clorofila (aspecto verde 
vivo) e é mais eficiente fotossinteticamente é a mais nova> a folha mais nova tem 
maior valor nutritivo. > provavelmente a folha mais nova é palatável (a vaca exerce 
preferência e não palatabilidade). Então no processo de pastejo é possível regular a 
altura de corte. 
Após a desfolhação, a capacidade fotossintética 
do pasto depende da quantidade e do potencial 
fotossintético do tecido remanescente. > quanto 
mais remoção de área foliar mais demorado e difícil 
para rebrotação. 
 
 
 
A diferença entra a desfolhação leve 
e a desfolhação intensa é o tempo de 
rebrotação. 
De forma geral se preconiza 
desfolhação leve; mas em alguns 
momentos se faz manejo de desfolhação 
intensa. 
 
 
 
 
PRODUÇÃO E ASSIMILAÇÃO DE FOTOASSIMILADOS E SEU EFEITO NO 
DESENVOLVIMENTO 
 
 A folha quem faz fotossíntese, então a fonte são as folhas fotossintéticamente 
ativas. > folhas mais novas são mais eficientes. 
 O dreno é o meristema apical (drena fotoassimilados> tem que produzir folhas 
novas), folhas em expansão, o colmo, a raiz (porque não faz fotossíntese então tem que 
pegar energia da parte aérea para crescer) e a inflorescência (órgão reprodutivo). 
 Então dependendo do desenvolvimento da planta, vai ocorrer mais ou menos 
drenagem de fotoassimilados produzidos pela planta. 
No momento em que a planta forrageira emite sua descendência (forma de 
perpetuação da espécie) ela manda sua reserva toda para a inflorencência> isso é ruim 
porque a planta perde qualidade > então o ideal é colocar o animal para pastejar afim de 
evitar que a planta emita inflorescência. 
A planta também tem reservas orgânicas, que são carboidratos não estruturais e 
compostos nitrogenados que ficam armazenados na base do colmo e nas raízes (locais 
mais seguros do pastejo). A rebrotação é resultado da área foliar remanescente e das 
reservas orgânicas > quanto mais severo for o pastejo, maior é a importância da reserva. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
EFEITO DOS NUTRIENTES NO DESENVOLVIMENTO 
Plantas superiores são organismos autotróficos que podem sintetizar seus 
componentes orgânicos a partir de componentes inorgânicos capturados no ambiente. 
 
Nitrogênio, Fósforo, Potássio, Cálcio, Magnésio, Enxofre + micronutrientes 
A assimilação desses nutrientes passa pelo processo de absorção: principalmente via raiz, 
mas pode ser absorvido via folhas também; transporte: de onde foi absorvido para o órgão 
de uso; e a redistribuição: muitas vezes o nutriente não está sendo utilizado dentro de um 
órgão e então é distribuído na planta. 
 O principal nutriente das gramíneas forrageira é o Nitrogênio.> exigido em maior 
quantidade. 
COMO O PASTO SE MANTÉM PRENE E COMO OCORRE SEU CRESCIMENTO 
E DESENVOLVIMENTO? 
 
 Com 1 semente originou 3 plantas; ocorre 
processo de clonagem > a semente deixa o pasto 
com valor nutritivo menor, então o real interesse é 
que ocorra clonagem e a planta perfilhe e não que 
seja necessário depositar mais semente no pasto. 
 
 
Na época das secas as 
populações de plantas diminuem, já 
na época das águas as populações de 
plantas aumentam. 
No pasto 1 nasce mais planta 
do que morre.> mantem população 
de plantas durante o ano. 
No pasto 2 morre mais planta 
do que nasce> pode ser porque tem 
muito gado pastejando, porque tenha 
tido ataque de pragas, porque não 
repôs nutriente, etc. 
 
 Rebrotação: no início a 
rebrotação é lenta porque tem pouca 
área foliar e a planta está usando 
reservar; depois tem-se um rápido 
crescimento > porque a planta faz 
muita fotossíntese> e depois ocorre 
estabilização porque a planta 
cresceu e com isso ocorre 
sombreamento da porção mais inferior. > 
então se a planta não vai crescer ainda 
mais (apenas vai manter uma constância) 
é interessante que já se coloque animais 
para pastejar > então é necessário 
identificar esse momento que se deve 
inserir os animais. 
 
 
 
 
Conforme o pasto vai rebrotando, 
chega um momento que tem tanta sombra 
que a planta começa a produzir colmo afim 
de alongar o colmo e projetar a planta mais 
para cima para fazer fotossíntese > as folhas 
mais velhas começam a morrer > então é 
necessário colocar os animais para pastejar 
antes disso acontecer.