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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.41.2010.tde-18012011-171004
Document
Author
Full name
Adriana Grandis
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2010
Supervisor
Committee
Buckeridge, Marcos Silveira (President)
Franco, Augusto Cesar
Rossi, Maria Magdalena
Title in Portuguese
Respostas fotossintéticas e de crescimento da espécie amazônica Senna reticulata sob elevada concentração de CO2
Keywords in Portuguese
Alometria
Bioenergia
Ecofisiologia
Matapasto
Abstract in Portuguese
Processos fisiológicos que modulam a aclimatação fotossintética e o crescimento de plantas ao aumento da concentração de CO2 atmosférico são desconhecidos para a maioria das espécies da região amazônica. Neste sentido, este estudo buscou compreender o comportamento fotossintético e a alocação de carbono em Senna reticulata. Esta espécie ocorre em regiões amazônicas que passam por períodos de seca e alagamento e como estratégia de estabelecimento possui crescimento rápido e alta capacidade fotossintética. O objetivo deste estudo foi comparar os parâmetros de trocas gasosas e de crescimento de plantas cultivadas em câmaras de topo aberto sob diferentes concentrações de CO2 (380ppm-ambiente e 760ppm-elevado). Foram realizadas 6 coletas a cada 15 dias, nas quais foram mensurados pontos relativos as curvas AxPAR e AxCi, calculando-se os parâmetros fotossintéticos de cada curva. Os parâmetros de crescimento foram medidos em coletas destrutivas (biomassa) e não destrutivas (área foliar, altura e nº de folhas). As plantas do tratamento elevado apresentaram maior assimilação fotossintética aos 30 e 45 dias de experimento. Após este período foi observada uma mudança no padrão de alocação (de folha para raízes) e as plantas do elevado apresentaram aclimatação na fotossíntese. A aclimatação foi caracterizada primeiramente por uma redução na velocidade de carboxilação da Rubisco, que foi concomitante com a redução na concentração de N e C foliar. A partir disso ocorreu aumento na senescência das folhas, redução na área foliar e redução na concentração de clorofilas. Somente aos 90 dias é que houve um aumento de 30% na biomassa total das plantas submetidas ao tratamento elevado, resultante do aumento de massa principalmente das raízes e folhas. A transpiração e a respiração das plantas do elevado tenderam a ser menores ao longo de todo o tempo, sendo esta diferença significativa apenas aos 75 dias. Apesar das folhas possuírem menor área foliar e número de folhas, foi observado pela análise de massa especifica das folhas que as plantas do tratamento elevado possuem maior massa em relação às do ambiente, possivelmente pelo maior acúmulo de amido. A eficiência no uso da água foi maior nas plantas do elevado aos 30, 75 e 90 dias. A partir desses dados é possível concluir que S. reticulata submetida ao dobro da concentração atual de CO2, desenvolve processos de aclimatação fotossintética sob longa exposição ao elevado CO2, porém consegue produzir mais biomassa.
Title in English
Growth and photosynthetic responses of Amazonian tree Senna reticulata under elevated CO2 concentration
Keywords in English
Alometry
Bioenergy
Ecophysiology
Matapasto
Abstract in English
Physiological processes that modulate growth and photosynthetic acclimation of plants to increased atmospheric CO2 concentration are unknown for most species in the Amazon region. This study aimed to understand the photosynthesis and carbon allocation in Senna reticulata. This species occurs in the Amazonian regions that experience periods of drought and flooding and it has a fast growth and a high photosynthetic capacity as a strategy for its establishment. S. reticulata plants were grown in open top chambers under different concentrations of CO2 (380ppm Ambient - 760ppm Elevated) and their gas exchange and growth were compared. The harvests were performed at 15, 30, 45, 60, 75 and 90 days of experiment. At each date, AxPAR and AxCi curves were carried out to calculate the photosynthetic parameters. Growth parameters included biomass, leaf area, height and number of leaves. The plants of elevated CO2 presented higher photosynthetic assimilation at 30 and 45 days of experiment. After this period was observed a change in the carbon allocation (e.g. root to leaf) and the plants at elevated CO2 demonstrated a photosynthetic acclimation. This acclimation was characterized primarily by a reduction in velocity of carboxylation of Rubisco, which was concomitant with the reduction in N and C concentration in leaves. Also, the plants at elevated CO2 showed an increase in leaf senescence and a reduction in leaf area and chlorophyll concentration. After 90 days there was an increase (i.e. 30%) in total biomass of plants growing under elevated CO2, due to increase of roots and leaves biomass. The transpiration and respiration rates of plants at elevated CO2 tended to be lower throughout the experiment and the significant difference was found at 75 days. Although the leaves have less leaf area and leaf number, it was observed that specific leaf area from elevated CO2 treatment showed higher biomass when compared to ambient CO2. That difference possibly occurred due to greater starch accumulation. The water use efficiency was greater in plants from the elevated CO2 at 30, 75 and 90 days. From these data we conclude that S. reticulata grown at the elevated CO2 produces more biomass despite occurs the photosynthetic acclimation under long exposure to high CO2.
 
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Adriana_Grandis.pdf (2.80 Mbytes)
Publishing Date
2011-02-08
 
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