Fisiologia da cana-de-açúcar

Fisiologia da cana-de-açúcar

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FISIOLOGIA DA CANA-DE-AÇÚCAR Prof.Dr. João Domingos Rodrigues

1. INTRODUÇÃO1
2. CRESCIMENTO DA CANA-DE-AÇÚCAR3
DA PARTE AÉREA...........................................................................10
4. FLORESCIMENTO18
5. EFEITOS DO FLORESCIMENTO NA PLANTA26

3. FATORES QUE INFLUENCIAM O CRESCIMENTO 6. MECANISMO DO FLORESCIMENTO EM CANA-DE-AÇÚCAR29

7. CONTROLE DO FLORESCIMENTO34
8. MATURAÇÃO DA CANA-DE-AÇÚCAR37
EM CANA-DE-AÇÚCAR...................................................................65

9. CONSIDERAÇÕES SOBRE O USO DE MATURADORES 10. REFERÊNCIAS BIBL IOGRÁFICAS................................ ............. 69

1. Introdução

A cana-de-açúcar é uma gramínea perene, que perfilha de maneira abundante, na fase inicial do desenvolvimento. Quando se estabelece como cultura, o autosombreamento induz inibição do perfilhamento e aceleração do colmo principal. O crescimento em altura continua até a ocorrência de alguma limitação no suprimento de água, ocorrência de baixas temperaturas ou ainda devido ao florescimento, sendo este processo indesejável em culturas comerciais.

As características varietais definem o número de colmos por planta, a altura e o diâmetro do colmo, o comprimento e a largura das folhas e a arquitetura da parte aérea, sendo a expressão destes caracteres muito influenciados pelo clima, pelo manejo e pelas práticas culturais utilizadas.

A cana é cultivada numa ampla faixa de latitude, desde cerca de 35o N a 30o S e em altitudes que variam desde o nível do mar até 1.0 metros, em cerca de 79 países com área de 12 milhões de hectares, sendo a Índia o país com maior área plantada (3 milhões de ha), seguida do Brasil e Cuba, com mais de 1 milhão de hectares.

O rendimento econômico da cana-de-açúcar é dado pela produção de sacarose (o componente mais valioso), além de açúcares não redutores utilizados para formar o melaço e também a fibra, que pode ser utilizada como fonte de energia para a própria usina. O processamento industrial da cana pode também ser dirigido para a produção de álcool, para utilização como combustível e a partir daí, toda a álcoolquímica. Diversos países produtores calculam o rendimento da cana-de-açúcar, através dos pesos dos colmos por área de terreno, sendo a produtividade mundial de 53 ton./ha, tendendo a elevar-se com o emprego de novas tecnologias. Outros países, estabelecem como rendimento econômico da cultura, a quantidade de açúcar obtida por hectare, contendo os colmos de 7 a 13% de sacarose, além de 1 a 16% de fibra.

Sendo a cana-de-açúcar uma planta de metabolismo fotossintético C4, é considerada altamente eficiente na conversão de energia radiante em energia química, com taxas fotossintéticas calculadas em até 100 mg de CO2 fixado por dm2 de área foliar por hora. Entretanto, esta alta atividade fotossintética, não se correlaciona diretamente com a elevada produtividade de biomassa.

A grande capacidade da cana-de-açúcar, para a produção de matéria orgânica, reside na alta taxa de fotossíntese por unidade de superfície de terreno, que é influenciado pelo Índice de Área Foliar

(IAF). Além disso, o longo ciclo de crescimento da planta, resulta em elevadas produções de matéria seca.

As características dos cultivares, influenciam a eficiência fotossintética da cana, além das variações climáticas que prevalecem durante o desenvolvimento da cultura. A fotossíntese é correlacionada negativamente com a largura das folhas e positivamente com a sua espessura. Posição mais vertical da folha no colmo, traduz-se em maior eficiência fotossintética, mormente em populações de alta densidade populacional, devido à penetração mais eficiente da luz no dossel. A fotossíntese varia com a idade das folhas, atingindo valores de fixação de C4 apenas as folhas recém-expandidas, enquanto as folhas mais velhas e as muito jovens, realizam fotossíntese em níveis

afetados pelos seguintes parâmetros ambientais: luz (intensidade e quantidade), concentração de

CO2, disponibilidade de água e nutrientes e temperatura. O aumento de irradiância eleva a taxa fotossintética, ocorrendo a saturação acima de 0,9 cal/cm2/minuto. A elevação do CO2 da atmosfera aumenta a capacidade fotossintética, sendo que vento em velocidade moderada eleva a fotossíntese por aumentar a disponibilidade de CO2 às plantas; com baixa velocidade do vento, há depressão na fotossíntese, ao redor do meio do dia.

A temperatura, dos fatores climáticos, é o mais importante para a produção de cana-de- açúcar. A planta, geralmente, é tolerante a altas temperaturas, produzindo em regiões com temperatura média de verão de 47oC, desde que empregada irrigação. Temperaturas mais baixas (menos de 21oC), diminuem o crescimento dos colmos e promovem o acúmulo de sacarose. Finalmente, há necessidade de melhor entendimento sobre o metabolismo do processo fotossintético, como prova o insucesso das tentativas de associar taxa de fotossíntese/unidade de área foliar com a produtividade econômica/unidade de superfície de terreno. É necessário conhecerse mais e melhor o sistema de transporte e de acúmulo dos metabólicos, principalmente sacarose, o mais valioso produto da cana-de-açúcar. Em função disso, deve ser cuidadosamente analisado o processo de maturação e as formas de se conseguir incrementar e antecipar esse processo, momento em que os reguladores vegetais assumem papel importante.

2. Crescimento da cana-de-açúcar

A curva de crescimento da cana de primeiro corte pode ser mais simétrica se o ciclo for anual (cana-de-ano) ou bimodal, caso seja ciclo de mais de um ano (cana-de-ano e meio), conforme pode-se observar nas Figuras 1,2 e 3.

A cana-de-ano (12 meses), plantada em setembro-outubro, tem seu desenvolvimento máximo de novembro a abril, diminuindo após devido às condições climáticas adversas do período de inverno no Centro-Sul, podendo essa colheita ocorrer a partir de julho, isto em função do cultivar.

A cana-de-ano e meio (18 meses), plantada de janeiro ao início de abril, apresenta taxa de crescimento mínimo ou mesmo nula ou negativa, de maio a setembro, como já dito acima, no Centro-Sul, em função das condições pouco favoráveis do inverno, como pequena disponibilidade hídrica no solo ou mesmo défice hídrico, baixas temperaturas e menores intensidades de radiação. Já com o início das precipitações, aumento da intensidade luminosa e também da temperatura, a fase de maior desenvolvimento da cultura acontece de outubro a abril, com o pico do crescimento por volta de dezembro a abril.

Considerando-se esse grande período de desenvolvimento, pode-se constatar que para a cana-de-ano e a cana-soca, a fase de maior desenvolvimento, ocorre na primeira metade do grande período. Já para a cana-de-ano e meio, isto acontece na segunda metade do grande período.

A matéria seca (M.S.) total da parte aérea se acumula segundo uma curva sigmóide, obtida através da função logística.

onde: P = matéria seca total t = número de dias após o plantio

Figura 1. Desenvolvimento da cana-de-açúcar e regime hídrico na região de Ribeirão Preto (SP) - reigão Centro-Sul.

Figura 2. Ciclo da cana-de-açúcar e variações climáticas da região centro sul.

Figura 3. Ciclo de uma cultura de cana-de-açúcar com três cortes.

Portanto, segundo MACHADO et al. (1982) e visualização através da Figura 4, no aumento da M.S.: 1 - Fase inicial de crescimento lento, entre o plantio e 200 dias após o plantio (marçooutubro); 2 - Fase de crescimento rápido, entre 200 a 400 dias após o plantio, na qual 75% da M.S. foi acumulada (outubro-maio); 3 - Fase final, entre 400 - 500 dias após o plantio, onde o crescimento é novamente lento e responsável por 1% de toda a fitomassa (maio-agosto).

ROSTRON (1974) determinou para a cana-planta e a soca, taxa de crescimento médio de

M.S. de 18 g/m2/dia, durante 365 dias. MACHADO (1987), citando observações realizadas na Lousiania e Zimbabwe, diz que o crescimento médio da matéria seca variou de 7 a 14 g/m2/dia ou de 24 a 45 t M.S. ha/ano.

Para acúmulo de M.S. das folhas, MACHADO et al. (1982), estabeleceram a seguinte função logística:

onde: F = massa seca total acumulada pelas folhas t = número de dias após o plantio

Logo, segundo os últimos autores e visualizado pela Figura 5, observam-se três fases distintas de crescimento da M/S. foliar: 1 - Fase de crescimento lento, entre o plantio e 100 dias após (março-julho); 2 - Fase de crescimento rápido, entre 100 e 250 dias após o plantio, correspondendo a 75% do máximo acumulado (julho-dezembro); 3 - 250 dias após o plantio (dezembro), o crescimento foliar foi novamente lento, estabilizando-se ao redor dos 300 dias após o plantio (fevereiro).

Figura 5. Acúmulo de matéria seca nas folhas e índice de área foliar em dois cultivares de cana-deaçúcar, Piracicaba (SP) - 1978/79.

Com relação ao Índice de Área Foliar (IAF), GASCHO & SHIH (1983) notaram que o valor máximo foi alcançado aos 6 meses de idade da planta, enquanto que obteve-se o mesmo máximo de colmos aos 5 meses de idade. O aumento do IAF prenuncia alta produção de fotossintetatos e alta produção de açúcares. Uma das formas de se aumentar o IAF seria a redução do espaçamento, com respostas mais expressivas em zonas com estação de crescimento mais curtas.

Figura 6. Índice de área foliar em dois espaçamentos.

A área foliar é um dos mais importantes parâmetros da Análise de Crescimento, podendo ser medida através de aparelhos específicos ou de fórmulas que permitem sua estimativa, em muitos casos, com bastante precisão, tais como:

Y = e[(x/a + bx + cy2)] onde: Y = comprimento do colmo a, b e c = coeficientes estimados, com os valores: a = 1,140; b= 0,1 e c= 0,177.10-4 (válidos para a Flórida)

Ou então, uma fórmula mais simples:

A = 0,75L x C onde: L = maior largura da folha C = comprimento da folha

A escolha da folha a ser usada na mensuração, deve seguir a numeração proposta por

Kuijper em VAN DILLEWIJN (1952), também utilizada na diagnose foliar, que consiste em designar como +1 a primeira folha de cima para baixo, que se apresenta inserida com a aurícula (colarinho) bem visível (Figura 7). As folhas de baixo passariam a receber a numeração +2, +3, etc. As acima da +1 seriam 0, -1, -2, -3, etc. (Figura 8). Em geral, deve-se utilizar a folha +3, considerada adulta.

3. Fatores que influenciam o crescimento da parte aérea a. Cultivares

Com relação à maturação ocorrem cultivares de ciclo precoce, médio e tardio, que não pode ser confundido com o ciclo vegetativo, onde o objetivo é a produção de biomassa por área. Assim, no início do período de safra, pode ocorrer que um cultivar precoce relativamente à maturação, produza menos biomassa por área que um tardio.

Figura 7. Sistema de numeração de folhas no sistema estabelecido por Kuijper.

Figura 8. Sistema de numeração de folhas de Kuijper.

b. Luminosidade

Sendo a cana planta C4, altas eficiências fotossintéticas devem-se à altas intensidades luminosas. Com elevadas taxas de radiação, os colmos são mais grossos mas mais curtos; as folhas mais longas e mais verdes e o perfilhamento mais intenso. Em condições de baixas irradiâncias os colmos são mais finos e longos, as folhas estreitas e amarelas.

O fotoperíodo também é importante, afetando o comprimento do colmo. Em fotoperíodos de 10 a 14 horas o colmo aumenta, sofrendo redução, no entanto, em fotoperíodos longos, entre 16 e 18 horas.

O número de folhas verdes varia de 6 a 12, sendo menor o número de folhas em condições de défice hídrico ou de baixas temperaturas. As folhas velhas, ao receberem pouca intensidade luminosa, tornam-se senescentes. As folhas verdes do topo são eretas, com o ápice curvo, podendo as demais serem mais ou menos eretas, dependendo da variedade e das condições de cultivo. Normalmente, folhas eretas tendem a proporcionar aumentos significativos na produção.

c. Temperatura do ar

Exerce grande influência no crescimento dos colmos. O crescimento torna-se ereto em temperaturas abaixo de 25oC. Para valores abaixo de 20oC, o crescimento é praticamente nulo. Em termos de temperatura máxima, o crescimento seria lento acima de 35oC e nulo acima de 38oC. Logo, deduz-se que a faixa ótima de temperatura, para o crescimento dos colmos, estaria entre 25o e 35oC, não esquecendo de relacionar a temperatura com a radiação solar, principalmente, nos primeiros estádios de desenvolvimento da cultura. O prolongamento da fase juvenil, normal em condições de baixas temperaturas, ocorre em função da expansão relativa da razão de área foliar, em condições de períodos de recepção de alta radiação solar.

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