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Mémoire de Maîtrise
DOI
https://doi.org/10.11606/D.11.2020.tde-19032020-104336
Document
Auteur
Nom complet
Fernando Ferraz Silveira
Adresse Mail
Unité de l'USP
Domain de Connaissance
Date de Soutenance
Editeur
Piracicaba, 2019
Directeur
Jury
Mello, Simone da Costa (Président)
Azevedo, Ricardo Antunes de
Minami, Keigo
Purquerio, Luis Felipe Villani
Titre en portugais
Efeito da aplicação exógena de L-prolina e da suplementação luminosa no desenvolvimento e produção de pimentão
Mots-clés en portugais
Capsicum annuum L.
Ambiente protegido
Estresse abiótico
LED
Resumé en portugais
O estresse abiótico por altas e baixas temperaturas e o auto sombreamento de culturas conduzidas verticalmente são fatores que afetam a produção de hortaliças de frutos em cultivo protegido. O uso de LEDs para a suplementação luminosa no interior do dossel apresenta grande potencial para aumentar a fotossíntese na ocorrência do auto sombreamento. A luz também estimula a produção do aminoácido L-prolina em plantas, o qual tem papel importante no alívio do estresse abiótico devido à sua capacidade em reduzir o estresse oxidativo ocasionado por espécies reativas de oxigênio (EROs), sendo que a aplicação exógena desse aminoácido também pode favorecer a fotossíntese e a produtividade de culturas agrícolas. Desta forma, o objetivo deste trabalho foi estudar o efeito da aplicação foliar de L-prolina e da suplementação luminosa por LED no cultivo de pimentão vermelho em ambiente protegido, avaliando também as possíveis interações entre o aminoácido e a suplementação luminosa. Foram conduzidos, no mesmo local ao mesmo tempo, dois experimentos, sendo o experimento 1 com luz natural e suplementação luminosa no interior do dossel com lâmpadas LED (80% de luz vermelha e 20% de luz azul), e o experimento 2 com radiação solar natural sem a suplementação luminosa. Em ambos os experimentos foi utilizado o delineamento experimental de blocos casualizados contendo cinco tratamentos e quatro repetições, sendo os tratamentos compostos pelo controle e por quatro doses de L-prolina aplicadas a cada 15 dias: 0, 30, 60, 90, 120 mg/L. O estudo foi conduzido em casa de vegetação com sistema de resfriamento evaporativo (Pad and Fan) no campo experimental do Departamento de Produção Vegetal da ESALQ/USP (Piracicaba/SP). Foram avaliadas características qualitativas dos frutos e a produtividade das plantas de pimentão, além dos parâmetros fotossintéticos, enzimas antioxidantes e quantidade de malonaldeído e de peróxido de hidrogênio (H2O2). Durante grande parte do ciclo de cultivo as temperaturas máximas e mínimas ultrapassaram as faixas de temperatura ideais para a cultura, configurando assim estresse térmico ao pimentão. A taxa fotossintética e as outras variáveis fotossintéticas como condutividade estomática, eficiência de carboxilação, taxa de transpiração e taxa aparente de transporte de elétrons, foram maiores com a suplementação por LED, e isso também configurou maior produção por planta e produtividade comercial. A dose de 90 mg/L de L-prolina ocasionou um aumento aproximado de 15% na produção total, produção comercial e produção por plantas e também aumentou a produção endógena de L-prolina, quando comparado ao controle. Todas as doses de L-prolina diminuíram a produção de H2O2 e aumentaram a quantidade da enzima antioxidante catalase (CAT) em relação ao controle, sendo que as doses de 60, 90 e 120 mg/L também aumentaram a atividade da CAT em relação à dose de 30 mg/L. Houve interação entre a suplementação luminosa por LED e a aplicação de L-prolina, com efeitos sinérgicos do LED e do aminoácido para aumentar a fotossíntese e os parâmetros fotossintéticos nas plantas, além de ampliar a produção endógena de L-prolina e alterar as atividades de CAT e H2O2.
Titre en anglais
Effect of exogenous L-proline and light supplementation on the development and production of sweet pepper
Mots-clés en anglais
Capsicum annuum L.
Abiotic stress
Greenhouse
LED
Resumé en anglais
Abiotic stress due to high and low temperatures and the self-shading of vertically conducted crops are factors that affect the production of fruit vegetables grown in a greenhouse. The use of LEDs as interlighting for light supplementation inside the canopy has great potential to increase photosynthesis during self-shading. Light also stimulates the production of the amino acid L-proline in plants, which plays an important role in relieving abiotic stress due to its ability to reduce oxidative stress caused by reactive oxygen species (ROS), and the exogenous application of this amino acid can also favor plant photosynthesis and increase crop yield. Thus, the objective of this work was to study the effect of L-proline foliar application and LED interlighting supplementation on red pepper cultivated in a protected environment, and also evaluate the possible interactions between this amino acid and light supplementation. Two experiments were conducted in a greenhouse at the same time, experiment 1 with natural light and interlighting supplementation with LED lamps (80% red light and 20% blue light), and experiment 2 with only solar radiation without light supplementation. In both experiments, it was used a randomized block design with five treatments and four replications. The treatments consisted of the control and four doses of L-proline applied every 15 days: 0, 30, 60, 90, 120 mg/L. The study was conducted in a greenhouse with an evaporative cooling system (Pad and Fan) in the experimental field of the Department of Plant Production of ESALQ/USP. The qualitative characteristics of the fruits and the yield of the sweet pepper plants were evaluated, besides the photosynthetic parameters, antioxidant enzymes and amount of malonaldehyde and hydrogen peroxide (H2O2). During most of the cultivation cycle the maximum and minimum temperatures exceeded the ideal temperature ranges for the crop, thus constituting thermal stress to the sweet pepper plants. Photosynthetic rate and other photosynthetic variables, such as stomatal conductivity, carboxylation efficiency, transpiration rate and apparent electron transport rate, were higher when plants were supplemented with light by LEDs, and this also configured higher production per plant and commercial productivity. The dose of 90 mg/L of L-proline caused an approximated 15% increase in total production, commercial production and plant production, in addition to increasing endogenous L-proline concentration, when compared to the control. All doses of L-proline decreased the production of H2O2 and increased the amount of antioxidant catalase enzyme (CAT) in relation to the control. The 60, 90 and 120 mg/L doses also increased the activity of CAT in relation to the 30 mg/L dose. It was reported interactions between LED interlighting supplementation and L-proline application, with synergistic effects of LED and the amino acid application in order to increase photosynthesis and photosynthetic parameters in plants, in addition to increasing endogenous L-proline production and altering CAT and H2O2 activities.
 
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Date de Publication
2020-03-20
 
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