Aula 19 - Fotoperiodismo

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Fotoperiodismo

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Fotoperiodismo

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Fotoperíodo x Fotoperiodismo

� Os fatores ambientais têm grande influência nodesenvolvimento dos seres vivos.

� No que diz respeito as plantas, a luz é o fator externomais importante, seja através da fotossíntese, sejaatravés do desencadeamento dos processosfotomorfogenéticos.

� O fotoperíodo é o responsável pela distribuição dasplantas no planeta, pela sincronização da floração dosespécimes de uma população, de modo a permitir afecundação, a germinação e o estabelecimento denovos indivíduos nos períodos favoráveis para aocorrência desses processos.

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Fotoperíodo x Fotoperiodismo

� O comprimento de um dia é conhecidocomo fotoperíodo e as respostas do

desenvolvimento das plantas aofotoperíodo são chamadasfotoperiodismo.

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Primeiras comprovações

experimentais� Em soja Garner e Allard (1920) observaramque, quando semeadas em épocas sucessivas,certas cultivares mostravam forte tendência de

florescer em datas aproximadas,independentemente de quando haviam sidosemeadas.

� Quanto mais tarde fosse feita a semeadura maiscurto era o período de crescimento, até oflorescimento.

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Variação astronômica do

fotoperíodo� Sabe-se que a Terra realiza, no decurso de umano, um giro ao redor do Sol, em um movimentodenominado ³translação´.

� Ao longo de sua órbita, o nosso planeta assumequatro posições características, que determinamo início de cada estação do ano.

� Com uma inclinação de 23°27¶ entre o plano

equatorial e o plano da eclíptica, o eixo derotação da Terra mantém uma mesma posiçãoem relação à sua órbita.

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Variação astronômica do

fotoperíodo� Em decorrência da mudança de posição daTerra, em relação ao Sol, a incidência daradiação solar sobre o nosso planeta altera seu

ângulo.� A variação no ângulo de incidência da radiaçãosolar, causada pela alteração da declinaçãosolar, faz variar a quantidade de radiação que

chega à superficie, por duas razões: ± pela alteração no fluxo de energia incidente sobrecada unidade de superfície

 ± pela variação na duração dos dias, ao longo do ano.

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Variação astronômica do

fotoperíodo

 

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Variação astronômica do

fotoperíodoPosições características do Sol em relação à Terra, no início das

quatro estações do ano.

Data 21/03 21/06 22/09 21/12

Posição

(Hemisfério Sul)Equinócio de

OutonoSolstício de Inverno Equinócio de

PrimaveraSolstício de Verão

Sol perpendicular 

sobre

Equador (latitude 0°)

Trópico Câncer (23°27´N)

Equador (latitude 0°)

Trópico de Capricórnio(23°27´S)

Sol tangenciando Pólos Círculo Polar  Antártico (meio-dia)

Pólos Círculo Polar Ártico(meio-dia)

Duraçãodos dias Dias com 12 h(todas

latitudes)

Dias longos noHemisfério Norte Dias com 12 h(todaslatitudes)

Dias longos noHemisfério Sul

 

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Variação astronômica do

fotoperíodo

12 h

14 h

10 h

Fotoperíodo

40°

30°

20°

10°

40°

30°

20°

10°

22/9 21/12 21/3 21/6 22/9

Variação anual do fotoperíodo em diferentes latitudes do Hemisfério Sul.

 

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Variação astronômica do

fotoperíodo� Na faixa do Equador (latitude de 0°) ofotoperíodo tem 12h em todo o ano.

� Nas demais regiões, a duração do diaaumenta no verão, à medida em queaumenta a latitude, e diminui no invernopela mesma razão.

O interesse ag ronômico se  prende à vari ação na dur ação dos di as

(fotoperíodo) e seus efeitos sobre as  pl ant as, em termos de

 processos fotomorfogênicos.

 

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Classificação das Plantas em

Função do Fotoperíodo� Plantas de dia curto (PDC) ± Florescem quando a duração do dia claro (fotoperíodo) é igual

ou menor que o fotoperíodo crítico da planta. Portanto,florescem na época do ano em que os dias são curtos e as

noites são longas (sem interrupção).� Plantas de dia longo (PDL) ± Florescem quando a duração do dia claro é igual ou maior que

o fotoperíodo critico da planta. Portanto, florescem na época doano em que os dias são longos e as noites são curtas.

�P

lantas indiferentes ou neutras (P

DN) ± Florescem independentemente de fotoperíodos. Dependem, por exemplo, da temperatura, da umidade, etc.

 

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Classificação das Plantas em

Função do Fotoperíodo� O fotoperíodo é uma das condições indispensáveis paraque haja indução ao florescimento

� Plantas de dias longos são aquelas que crescem naestação fria, florescem durante a primavera, que équando a duração do fotoperíodo se alonga, paraencerrar o ciclo no final da primavera ou início de verão.

� As espécies de dias curtos são aquelas que iniciam ociclo na primavera, florescem quando os dias já estão seencurtando, no verão ou início de outono, e terminam ociclo no outono ou início de inverno.

 Assim, os cereais de inv erno e outr as espécies de est ação fri a são (em g er al)

 pl ant as de di as long os.

 As espécies de  primav er a-v er ão são de di as curtos ou indiferentes

 

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Grupos de Cultivares

� Dentre os cereais de inverno, bem como emoutras culturas de clima temperado, há umasubdivisão de cultivares em dois grupos: de

primavera e de inverno.� Esta subdivisão não segue a exigênciafotoperiódica.

� As cultivares de inverno exigem tratamento de

vernalização no início do ciclo, portanto, exigeminvernos rigorosos, enquanto que as deprimavera não necessitam do tratamento de frio.

 

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Diversidade de Cultivares

� Algumas espécies, graças à grande diversidadede cultivares, têm mais de um tipo de exigênciafotoperiódica.

� É o caso da soja, do milho e do fumo.� Considerando a grande expansão geográfica

destas espécies, o trabalho de melhoramento

genético conseguiu uma grande variabilidade derespostas, de maneira a adaptar os genótiposàs disponibilidades de cada região de cultivo.

 

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Diversidade de Cultivares

� A soja, por exemplo, é originária de latitudes elevadas,no norte da China e, progressivamente foi seexpandindo para regiões mais próxima ao Equador.

� No Brasil, a soja começou a se expandir pelo Rio

Grande do Sul, em latitude mais próximas às originais,mas foi sendo transferida para outros estados da RegiãoSul, da Região Centro-Oeste e, atualmente, até por regiões próximas ao Equador.

� Isto foi exigindo cada vez menor resposta a dias curtos,chegando-se a cultivares praticamente fotoneutras(insensíveis ao fotoperíodo).

 

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Diversidade de Cultivares

� Na ausência do comprimento de dia favorável parainduzir a expressão dos processos reprodutivos, certasespécies podem continuar em crescimento vegetativo,de forma mais ou menos indefinida, levando ao

fenômeno do gigantismo.� Ao contrário, sob influência do fotoperíodo adequado, o

florescimento e a frutificação podem ser induzidos maisprecocemente.

� Assim, certas cultivares ou espécies podem ser dematuração precoce ou tardia, dependendosimplesmente do comprimento do dia em que as plantassão expostas.

 

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Diversidade de Cultivares

Variação do fotoperíodo em diferentes latitudes e representação

da época de indução floral de plantas de dias curtos (PDC) e plantas

de dias longos (PDL), ambas com um fotoperíodo crítico de 13h

 

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Diversidade de Cultivares

� Exemplo da soja: ± Para semeaduras tardias, como na primeira quinzena

de dezembro, o agricultor deverá utilizar cultivares de

soja de ciclo longo (tardias). ± Caso ele utilizar cultivares precoces nesta época, o

florescimento ocorrerá quando as plantas ainda nãoterão altura suficiente para um rendimento adequadoe haverá pouca altura na inserão dos primeiroslegumes.

 ± Caso ocorra estiagem, durante o crescimento dasplantas, este problema se agrava mais ainda.

 

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Diversidade de Cultivares

� Vê-se que o critério de classificação das cultivares dePDC e PDL segundo a sua precocidade é muitoimpreciso.

� A mesma cultivar será precoce em uma latitude e tardia

em outra.� Da mesma forma, variando a época de semeadura, ociclo será modificado, segundo a época de ocorrênciado fotoperíodo crítico.

� Por isto, as tabelas de classificação das cultivares por grupos de maturação são restritas ao nível regional, nomáximo estadual.

� Uma cultivar de soja tardia no Rio Grande do Sul poderáser considerada precoce no Mato Grosso, por exemplo.

 

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Espécie Grupocultivares

Tipo deresposta¹

Fotoperíodocrítico

GRAMÍNEAS 

primavera lHordeum vulgareInverno L >12h

  Andropogon gerardii  S <18h

 Agrostis palustris L >16h

Poa anua NPoa pratensis l

Bromus inermis L >12,5h

 Andropogus virginicus s 12 a 14,5h

Phalaris arundinacea L >12,5h

 Agrostis nebulosa L >13h

Zea mays N, S

Festuca elatior  L

 Alopercus pratensis L >9h

 Avena sativa L >9h

Dactilis glomerata L >12h

Verão L >12hOryza sativa

Inverno NPrimavera lSecale cereale

Inverno l

Lollium italicum L >11h

Lollium perene L >9h

Sorghum vulgare l

Holcus sudanensis s

Saccharum officinarum s, IM 12 a 14h

Phleum preatensis L >12h

Phleum nodosum L >14,5h

Primavera lTriticum aestivumInverno L >12h

  Agropyron smithii  L >10h

LEGUMINOSAS E OUTRAS CULTURAS 

Medicago sativa lBeta vulgaris L

Trifolium spp. l

Trifolium pratensis (trevovermelho) 

L >12h

Gossypium hirsutum N, s

Lespedeza stipulacea S <13,5h

Glycine max  S, s

Melilotus alba L

Vicia sativa lNicotiana tabacum N, l, S

¹ l ± dias longos favorecem (resp. facultativa);L ± exigem dias longos (resp. absoluta);s ± dias curtos favorecem (resp. facultativa);S ± exigem dias curtos (resp. absoluta);N ± fotoneutras;

IM ± intermediárias.

Resposta

fotoperiódica de

algumas espécies

cultivadas

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Limite mínimo de luz

� O fluxo luminoso exigido é muito baixo, comparado àquantidade de energia necessária a outros processosmetabólicos, como a fotossíntese, por exemplo.

� Pode-se ver que o limite luminoso para soja (Glycine 

ma x) é da ordem de 0,1 lux e para cevada (H ordeum v ul gare) é de 2, a lux.

� Para ter-se a ordem de grandeza do que isto representa,basta lembrar que ao meio-dia, nos trópicos, adensidade de fluxo luminoso proveniente da radiaçãosolar pode ultrapassar 100.000 lux.

� Até a iluminação noturna de ruas pode influenciar oflorescimento de muitas espécies de plantas.

 

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Limite mínimo de luz

� As lâmpadas de filamento de tungstênio e de vapor desódio têm maior quantidade de luz fotoperiodicamenteefetiva, enquanto que lâmpadas de vapor de mercúriocontém menos luz vermelha e, por isto, deveminfluenciar menos as respostas fotoperiódicas.

� Quanto a possíveis influências da luz da lua, dada abaixíssima quantidade de luz vermelha (mesmo emnoites de lua cheia) e às reduções no fluxo luminoso nasfolhas por sombreamento e inclinação das folhas, oslimites mínimos de luz fotoperiodicamente efetiva

exigidos não são atingidos.� Assim, mesmo em espécies mais sensíveis, a luzproveniente da lua cheia não deve influenciar a induçãofloral.

 

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Indução fotoperiódica aoflorescimento

� O pigmento fitocromo, presente nas folhas, "percebe" ofotoperíodo (comprimento do dia).

� Ele absorve radiação dentro das faixas do vermelho( 00 a 00nm de comprimento de onda) e vermelho

distante ( 00 a 700nm de comprimento de onda),assumindo alternadamente duas estruturas distintassimbolizadas por P660 e P730 .

� Esses símbolos correspondem aos dois picos deabsorção de radiação pelo fitocromo, nas faixas dovermelho e do vermelho distante, respectivamente,embora possa haver variações entre espécies oucondições.

 

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Indução fotoperiódica aoflorescimento

� Durante o dia, na presença da radiação solar, ofitocromo se converte de P660 a P730 , acumulandonesta forma.

� À noite, na ausência de luz, ele reverte o processo e se

acumula na forma deP66

0.� Na condição de dias longos, a forma P730 se acumulapor longo tempo, o que induz plantas de dias longos aoflorescimento e suprime o florescimento de plantas dedias curtos.

� Ao contrário, na condição de dias curtos, a forma P660se acumula por um longo tempo, induzindo plantas dedias curtos a florescer e inibindo o florescimento deplantas de dias longos.

 

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Indução fotoperiódica aoflorescimento

� Esquema geral:

P660 P730

Dia

Noite

 

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Efeitos da duração do período escuro sobre o florescimento de plantasde dias curtos e plantas de dias longos. PDC florescem com noites

longas e PDL florescem com noites curtas

 

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Leitura Complementar 

� Bergamaschi, Homero. Fotoperiodismo.

Porto Alegre: UFRGS, 200 . 1 p.