RESUMO

Abstract Growth of plants is severely reduced due to water stress by affecting photosynthesis including photosystem II (PSII) activity and electron transport. This study emphasised on comparative and priority targeted changes in PSII activity due to progressive drought in seven populations of Panicum antidotale (P. antidotale) collected from Cholistan Desert and non-Cholistan regions. Tillers of equal growth of seven populations of P. antidotale grown in plastic pots filled with soil were subjected progressive drought by withholding water irrigation for three weeks. Progressive drought reduced the soil moisture content, leaf relative water content, photosynthetic pigments and fresh and dry biomass of shoots in all seven populations. Populations from Dingarh Fort, Dingarh Grassland and Haiderwali had higher growth than those of other populations. Cholistani populations especially in Dingarh Grassland and Haiderwali had greater ability of osmotic adjustment as reflected by osmotic potential and greater accumulation of total soluble proteins. Maximum H2O2 under water stress was observed in populations from Muzaffargarh and Khanewal but these were intermediate in MDA content. Under water stress, populations from Muzaffargarh and Dingarh Fort had greater K+ accumulation in their leaves. During progressive drought, non-Cholistani populations showed complete leaf rolling after 23 days of drought, and these populations could not withstand with more water stress condition while Cholistani populations tolerated more water stress condition for 31 days. Moreover, progressive drought caused PSII damages after 19 days and it became severe after 23 days in non-Cholistani populations of P. antidotale than in Cholistani populations.

Resumo O crescimento das plantas é severamente reduzido devido ao estresse hídrico, afetando a fotossíntese, incluindo a atividade do fotossistema II (PSII) e o transporte de elétrons. Este estudo enfatizou as mudanças comparativas e prioritárias na atividade do PSII devido à seca progressiva em sete populações de Panicum antidotale (P. antidotale) coletadas no Deserto do Cholistão e regiões fora do Cholistão. Perfilhos de igual crescimento de sete populações de P. antidotale cultivadas em vasos de plástico cheios de solo foram submetidos à seca progressiva, retendo a irrigação com água por três semanas. A seca progressiva reduziu o teor de umidade do solo, teor de água relativo nas folhas, pigmentos fotossintéticos e biomassa fresca e seca dos brotos em todas as sete populações. Populações de Dingarh Fort, Dingarh Grassland e Haiderwali tiveram maior crescimento do que as de outras populações. As populações de Cholistani, especialmente em Dingarh Grassland e Haiderwali, apresentaram maior capacidade de ajuste osmótico, refletido pelo potencial osmótico e maior acúmulo de proteínas solúveis totais. H2O2 máximo sob estresse hídrico foi observado em populações de Muzaffargarh e Khanewal, mas estas foram intermediárias no conteúdo de MDA. Sob estresse hídrico, as populações de Muzaffargarh e Dingarh Fort tiveram maior acúmulo de K+ em suas folhas. Durante a seca progressiva, as populações não cholistanesas mostraram rolagem completa das folhas após 23 dias de seca, e essas populações não conseguiram suportar mais condições de estresse hídrico, enquanto as populações cholistani toleraram mais condições de estresse hídrico por 31 dias. Além disso, a seca progressiva causou danos ao PSII após 19 dias e tornou-se severa após 23 dias em populações não cholistanesas de P. antidotale do que em populações cholistanesas.

RESUMO

Abstract Growth of plants is severely reduced due to water stress by affecting photosynthesis including photosystem II (PSII) activity and electron transport. This study emphasised on comparative and priority targeted changes in PSII activity due to progressive drought in seven populations of Panicum antidotale (P. antidotale) collected from Cholistan Desert and non-Cholistan regions. Tillers of equal growth of seven populations of P. antidotale grown in plastic pots filled with soil were subjected progressive drought by withholding water irrigation for three weeks. Progressive drought reduced the soil moisture content, leaf relative water content, photosynthetic pigments and fresh and dry biomass of shoots in all seven populations. Populations from Dingarh Fort, Dingarh Grassland and Haiderwali had higher growth than those of other populations. Cholistani populations especially in Dingarh Grassland and Haiderwali had greater ability of osmotic adjustment as reflected by osmotic potential and greater accumulation of total soluble proteins. Maximum H2O2 under water stress was observed in populations from Muzaffargarh and Khanewal but these were intermediate in MDA content. Under water stress, populations from Muzaffargarh and Dingarh Fort had greater K+ accumulation in their leaves. During progressive drought, non-Cholistani populations showed complete leaf rolling after 23 days of drought, and these populations could not withstand with more water stress condition while Cholistani populations tolerated more water stress condition for 31 days. Moreover, progressive drought caused PSII damages after 19 days and it became severe after 23 days in non-Cholistani populations of P. antidotale than in Cholistani populations.

Resumo O crescimento das plantas é severamente reduzido devido ao estresse hídrico, afetando a fotossíntese, incluindo a atividade do fotossistema II (PSII) e o transporte de elétrons. Este estudo enfatizou as mudanças comparativas e prioritárias na atividade do PSII devido à seca progressiva em sete populações de Panicum antidotale (P. antidotale) coletadas no Deserto do Cholistão e regiões fora do Cholistão. Perfilhos de igual crescimento de sete populações de P. antidotale cultivadas em vasos de plástico cheios de solo foram submetidos à seca progressiva, retendo a irrigação com água por três semanas. A seca progressiva reduziu o teor de umidade do solo, teor de água relativo nas folhas, pigmentos fotossintéticos e biomassa fresca e seca dos brotos em todas as sete populações. Populações de Dingarh Fort, Dingarh Grassland e Haiderwali tiveram maior crescimento do que as de outras populações. As populações de Cholistani, especialmente em Dingarh Grassland e Haiderwali, apresentaram maior capacidade de ajuste osmótico, refletido pelo potencial osmótico e maior acúmulo de proteínas solúveis totais. H2O2 máximo sob estresse hídrico foi observado em populações de Muzaffargarh e Khanewal, mas estas foram intermediárias no conteúdo de MDA. Sob estresse hídrico, as populações de Muzaffargarh e Dingarh Fort tiveram maior acúmulo de K+ em suas folhas. Durante a seca progressiva, as populações não cholistanesas mostraram rolagem completa das folhas após 23 dias de seca, e essas populações não conseguiram suportar mais condições de estresse hídrico, enquanto as populações cholistani toleraram mais condições de estresse hídrico por 31 dias. Além disso, a seca progressiva causou danos ao PSII após 19 dias e tornou-se severa após 23 dias em populações não cholistanesas de P. antidotale do que em populações cholistanesas.

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Flooding can damage the photosynthetic apparatus and initial growth of Schinus terebinthifolia. We aimed this study evaluates the potential of silicon (Si) and salicylic acid (SA) as mitigating agents on the ecophysiological responses and initial growth of S. terebinthifolia subjected to flooding periods. Seedlings were grown under the following conditions: 1) control (non-flooded): daily irrigation, 2) Flooded (F): storage of seedlings in a 500 L plastic pool, keeping the water depth at ± 2.0 cm above the substrate level, 3) F + 1.0 mM Si, 4) F + 2.0 mM Si, 5) F + 1.5 mM SA, and 6) F + 3.0 mM SA, and evaluated to 15 and 30 days. We observed that flooded seedlings formed hypertrophied lenticels on the stem on the 7th day as a stress adjustment strategy. S. terebinthifolia is sensitive to flooding, although it maintains a stable gas exchange for up to 15 days in this condition. The applications of 1.0 mM Si mitigated the pronounced decrease of gas exchange by 30 days. Using 1.0 mM Si and 3.0 mM SA contributed for integrity of the photosynthetic apparatus and to photochemical activities in the reaction centers, in addition favors to higher seedling biomass and quality under flooding. Foliar application of Si and SA is promising practice for photosynthetic metabolic and initial growth of S. terebinthifolia seedlings under flooded stress.

O alagamento pode promover danos ao aparato fotossintético e crescimento inicial de Schinus terebinthifolia. Objetivamos nesse estudo avaliar o potencial do silício (Si) e ácido salicílico (AS) como agentes de mitigação sobre as respostas ecofisiológicas e crescimento inicial de S. terebinthifolia submetidas a períodos de alagamento. As mudas foram cultivadas sob as seguintes condições: 1) controle (não alagado): irrigação diariamente, 2) Alagado (A): acondicionamento das mudas em piscina plástica de 500 L, mantendo uma lâmina d'água ± 2,0 cm acima do nível do substrato, 3) A + 1,0 mM Si, 4) A + 2,0 mM Si, 5) A + 1,5 mM AS e 6) A + 3,0 mM AS. Observamos que as mudas alagadas formaram lenticelas hipertrofiadas no caule a partir dos 7 dias como estratégia de ajuste ao estresse. S. terebinthifolia é sensível ao alagamento, embora mantenha estável as trocas gasosas por 15 dias nessa condição. A aplicação de 1.0 mM de Si mitigou o decréscimo pronunciado das trocas gasosas por 30 dias. O uso de 1,0 mM Si e 3,0 mM SA contribuíram para a integridade do aparato fotossintético e atividades fotoquímicas nos centros de reação, além de favorecer maior produção de biomassa e qualidade das mudas sob alagamento. A aplicação foliar de Si e AS é uma prática promissora para o metabolismo fotossintético e crescimento inicial de mudas de S. terebinthifolia sob estresse por alagamento.

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Silicon (Si) is a beneficial element that can mitigate effects of water stress on photosynthetic metabolism and plant growth. Thus, the aimed was to evaluate the effect of Si in mitigating the stressful effect of water deficit and flooding in Eugenia myrcianthes Nied. seedlings. The seedlings received three silicon doses (0, 2, and 4 mmol) and were subjected to two water regimes (I - continuous irrigation and S - water fluctuation, characterized as water stress obtained by two cycles of water regimes: irrigation suspension and flooding). Each cycle was ended when the seedlings had a photosynthetic rate close to zero (P0) when the stressful irrigation condition was normalized until the photosynthetic rate reached the values of the control seedlings (REC). The evaluations were carried out in five periods: T0 - initial seedling condition; 1st and 2nd P0; and 1st and 2nd REC. The E. myrcianthes seedlings reached P0 at 22 and 50 days under water deficit and flooding, respectively. Water stress caused damage to photochemical activities in photosystem II. E. myrcianthes is a species sensitive to water stress, but capable of adjusting to water fluctuation, and the application of 2 mmol Si contributed to the regulation of gas exchange, photochemical yields, and growth of this species at the deficit and flooding phases. We emphasize that E. myrcianthes seedlings have potential for resilience due to physiological plasticity, regardless of the silicon application.

O silício (Si) é um elemento benéfico que pode mitigar os efeitos do estresse hídrico sobre o metabolismo fotossintético e crescimento das plantas. Assim, objetivou-se avaliar o potencial do Si na mitigação do efeito estressante do déficit hídrico e alagamento em mudas de Eugenia myrcianthes Nied. As mudas receberam aplicação de três doses de silício: 0, 2 e 4 mmol e foram submetidas a dois regimes hídricos: (I) - irrigação contínua e (E) flutuação hídrica, caracterizada como estresse hídrico obtido por dois ciclos de regimes hídricos: suspensão da irrigação e alagamento. Cada ciclo foi encerrado quando as mudas apresentaram taxa fotossintética próxima de zero (F0), momento que a condição de irrigação estressante foi normalizada até que a taxa fotossintética alcançasse os valores das mudas controle (REC). As avaliações foram realizadas em cinco períodos: T0 - condição inicial das mudas; 1ª e 2ª F0; 1ª e 2ª REC. As mudas de E. myrcianthes atingiram F0 aos 22 e 50 dias sob déficit hídrico e alagamento, respectivamente. O estresse hídrico promoveu danos nas atividades fotoquímicas no fotossistema II. E. myrcianthes é uma espécie sensível ao estresse hídrico, mas capaz de se ajustar à flutuação hídrica e a aplicação de 2 mmol de Si contribuiu na regulação das trocas gasosas, rendimentos fotoquímicos e crescimento dessa espécie na fase de déficit e alagamento. Ressaltamos que mudas de E. myrcianthes apresentam potencial de resiliência por plasticidade fisiológica independente da aplicação de silício.

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RESUMO

The use of pre-emergent herbicides is an important tool in weedmanagement. Sulfentrazone + diuron mixture was recently launched ontothe market. The objectiveof this work was to evaluate the weed control and the agronomic performance of soybean in response to application of sulfentrazone + diurondoses in pre-emergence. The experiment was conducted in Londrina PR, in an oxisol. The treatments were doses ofsulfentrazone + diuron (62 + 123, 123 + 245, 184 + 368, 245 + 490, 306 + 613 e 368 + 735 g a.i.ha-1). In addition to these treatments, isolated applications of sulfentrazone (245 g a.i.ha-1) and diuron (490 g a.i.ha-1) were evaluated, as well as a weedyand aweed-freecontrol. For the weed control, the wild radish(Raphanus raphanistrum)and itchgrass (Rottboellia cochinchinensis) emergencewere evaluated. In soybean, photosystem II (PSII)activity, stand, plant height, number of podsper plant, height of insertion of the first pod, number of nodes per plant, mass of a thousand grains and grain yield were evaluated. Results show that the mixture of sulfentrazone + diuron resulted in less than 50% wild radish control, regardless of the dose evaluated. However, for itchgrass, the control was greater than 90% in doses from 123 g sulfentrazone + 245g diurona.i.ha-1. Regarding thesoybeancrop, in doses from 245 g sulfentrazone + 490 g diuron a.i. ha-1 there was a greater number of pods per plant and higher grain yield, of about3,000 kg ha-1. The application of herbicides led to a transient inhibition of PSIIactivity, which did not result in a reduction in crop grainyield, indicating plant recovery. Therefore, the mixture of sulfentrazone + diuron is a good alternative for the weed management in pre-emergence of soybean, and should be positioned according to the history of fieldinfestation.

A utilização de herbicidas pré-emergentes é uma ferramenta importante no manejo de plantas daninhas. Recentemente foi lançada no mercado a mistura de sulfentrazone + diuron. O objetivo deste trabalho foi avaliar o controle de plantas daninhas e o desempenho agronômico da soja em resposta à aplicação de doses de sulfentrazone + diuron em pré-emergência. O experimento foi conduzido em Londrina PR, em latossolo. Os tratamentos avaliados foram doses de sulfentrazone + diuron (62 + 123, 123 + 245, 184 + 368, 245 + 490, 306 + 613 e 368 + 735 g i.a.ha-1).Além desses tratamentos, foram avaliadas as aplicações isoladas de sulfentrazone (245 g i.a.ha-1) e de diuron (490 g i.a.ha-1), além de uma testemunha infestada e outra capinada. Foram avaliados os controles de nabiça (Raphanus raphanistrum) e de capim-camalote(Rottboellia cochinchinensis). Na soja, foram avaliados a atividade do fotossistema II (FSII), a emergência, estatura de plantas, número de legumes por planta, altura de inserção do primeiro legume, número de nós por planta, massa de mil grãos e produtividade de grãos. A mistura desulfentrazone + diuron apresentoucontrole de nabiçainferior a 50%, independentemente da dose avaliada. No entanto, para o capim-camalote, o controle foi satisfatório, sendo superior a 90% em doses a partir de 123g sulfentrazone+ 245 g diuroni.a.ha-1. Em relação àsoja, em doses a partir de 245g sulfentrazone+ 490 gdiuroni.a.ha-1houve maior número de legumes por planta e maior produtividade de grãos, de aproximadamente 3.000 kg ha-1. A aplicação dos herbicidas levou a uma inibição transitória da atividade doFSII, a qual não resultou em redução da produtividade da cultura, indicando a recuperação das plantas. Portanto, a mistura de sulfentrazone + diuron é uma boa alternativa para o manejo de plantas daninhas em pré-emergência da cultura da soja, devendo ser posicionadade acordo com o histórico de infestação da lavoura.

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The use of pre-emergent herbicides is an important tool in weedmanagement. Sulfentrazone + diuron mixture was recently launched ontothe market. The objectiveof this work was to evaluate the weed control and the agronomic performance of soybean in response to application of sulfentrazone + diurondoses in pre-emergence. The experiment was conducted in Londrina PR, in an oxisol. The treatments were doses ofsulfentrazone + diuron (62 + 123, 123 + 245, 184 + 368, 245 + 490, 306 + 613 e 368 + 735 g a.i.ha-1). In addition to these treatments, isolated applications of sulfentrazone (245 g a.i.ha-1) and diuron (490 g a.i.ha-1) were evaluated, as well as a weedyand aweed-freecontrol. For the weed control, the wild radish(Raphanus raphanistrum)and itchgrass (Rottboellia cochinchinensis) emergencewere evaluated. In soybean, photosystem II (PSII)activity, stand, plant height, number of podsper plant, height of insertion of the first pod, number of nodes per plant, mass of a thousand grains and grain yield were evaluated. Results show that the mixture of sulfentrazone + diuron resulted in less than 50% wild radish control, regardless of the dose evaluated. However, for itchgrass, the control was greater than 90% in doses from 123 g sulfentrazone + 245g diurona.i.ha-1. Regarding thesoybeancrop, in doses from 245 g sulfentrazone + 490 g diuron a.i. ha-1 there was a greater number of pods per plant and higher grain yield, of about3,000 kg ha-1. The application of herbicides led to a transient inhibition of PSIIactivity, which did not result in a reduction in crop grainyield, indicating plant recovery. Therefore, the mixture of sulfentrazone + diuron is a good alternative for the weed management in pre-emergence of soybean, and should be positioned according to the history of fieldinfestation.(AU)

A utilização de herbicidas pré-emergentes é uma ferramenta importante no manejo de plantas daninhas. Recentemente foi lançada no mercado a mistura de sulfentrazone + diuron. O objetivo deste trabalho foi avaliar o controle de plantas daninhas e o desempenho agronômico da soja em resposta à aplicação de doses de sulfentrazone + diuron em pré-emergência. O experimento foi conduzido em Londrina PR, em latossolo. Os tratamentos avaliados foram doses de sulfentrazone + diuron (62 + 123, 123 + 245, 184 + 368, 245 + 490, 306 + 613 e 368 + 735 g i.a.ha-1).Além desses tratamentos, foram avaliadas as aplicações isoladas de sulfentrazone (245 g i.a.ha-1) e de diuron (490 g i.a.ha-1), além de uma testemunha infestada e outra capinada. Foram avaliados os controles de nabiça (Raphanus raphanistrum) e de capim-camalote(Rottboellia cochinchinensis). Na soja, foram avaliados a atividade do fotossistema II (FSII), a emergência, estatura de plantas, número de legumes por planta, altura de inserção do primeiro legume, número de nós por planta, massa de mil grãos e produtividade de grãos. A mistura desulfentrazone + diuron apresentoucontrole de nabiçainferior a 50%, independentemente da dose avaliada. No entanto, para o capim-camalote, o controle foi satisfatório, sendo superior a 90% em doses a partir de 123g sulfentrazone+ 245 g diuroni.a.ha-1. Em relação àsoja, em doses a partir de 245g sulfentrazone+ 490 gdiuroni.a.ha-1houve maior número de legumes por planta e maior produtividade de grãos, de aproximadamente 3.000 kg ha-1. A aplicação dos herbicidas levou a uma inibição transitória da atividade doFSII, a qual não resultou em redução da produtividade da cultura, indicando a recuperação das plantas. Portanto, a mistura de sulfentrazone + diuron é uma boa alternativa para o manejo de plantas daninhas em pré-emergência da cultura da soja, devendo ser posicionadade acordo com o histórico de infestação da lavoura.(AU)

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One way to minimize the impacts caused by water deficit (WD) in agriculture is the use of tolerant cultivars. The physiological evaluation of plants through the potential quantum efficiency of photosystem II (Fv/Fm) and estimated chlorophyll content (SPAD index) can be an effective tool in the selection and recommendation of water deficit-tolerant cultivars. Within this context, the aim of this study was to evaluate the physiological responses of sugarcane cultivars classified as tolerant or susceptible to water deficit. The experiment was carried out near the city of Jaú, SP, Brazil in a greenhouse, between July and December 2013. The experimental design was completely randomized in a 4 x 2 factorial arrangement, with four replications. We studied four sugarcane cultivars: RB72454, RB855453 (prone to WD), SP81-3250 and SP83-2847 (WD-tolerant) in two water management regimes (with and without deficit). WD reduced stems dry mass of all cultivars, however, the greatest decreases were observed in susceptible cultivars to WD, where the decrease was 58.3 and 74.5% for cultivars RB855443 and RB72454, respectively. As for the SP81-3250 and SP83-2847 cultivars (tolerant), the reduction was 44.1 and 47.7%, respectively. For water deficit-tolerant cultivars, there was lower reduction in potential quantum efficiency of photosystem II and SPAD index; therefore, the physiological characteristics (Fv/Fm and SPAD index) are features that can aid the identification and selection of water deficit tolerant cultivars, and also help the recommendation of these cultivars for harsh environments, minimizing the effects of water deficit on stem yield on the sugarcane crop.

Uma forma de minimizar os impactos causados pelo déficit hídrico (DH) na agricultura é o uso de cultivares tolerantes. A avaliação fisiológica das plantas através da eficiência quântica potencial do fotossistema II (Fv/Fm) e do índice SPAD pode se tornar uma ferramenta eficiente na seleção e recomendação de cultivares tolerantes ao déficit hídrico. Com base nesse contexto, o objetivo deste trabalho foi avaliar as respostas fisiológicas de cultivares de cana-de-açúcar classificadas como tolerantes e susceptíveis ao déficit hídrico. O experimento foi realizado na região do município de Jaú/SP/Brasil em casa de vegetação, entre os meses de julho e dezembro de 2013. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado no esquema fatorial 4 x 2, com quatro repetições. Foram estudadas quatro cultivares de cana-de-açúcar: RB72454, RB855453 (susceptíveis ao DH), SP81-3250 e SP83-2847 (tolerantes ao DH) em dois regimes hídricos (com e sem déficit). O DH reduziu a massa seca dos colmos de todas cultivares, porém, as maiores quedas foram observadas nas cultivares susceptíveis ao DH, em que nas cultivares RB855443 e RB72454 a queda foi de 58,3 e 74,5%, respectivamente. Já para as cultivares SP81-3250 e SP83-2847 (tolerantes), a redução foi de 44,1 e 47,7%, respectivamente. As cultivares tolerantes ao déficit hídrico tiveram menor redução na eficiência quântica potencial do fotossistema II e no índice SPAD, demonstrando, portanto, que os parâmetros fisiológicos (Fv/Fm e índice SPAD) são características que podem auxiliar a identificação e seleção de cultivares tolerantes ao déficit hídrico, e ainda, auxiliar a recomendação dessas cultivares para ambientes desfavoráveis, minimizando os efeitos do déficit hídrico sobre o rendimento de colmos na cultura da cana-de-açúcar.

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RESUMO

To understand the occurrence of P. glomerata in the Amazonian várzea we investigated the morpho-physiological responses to long-term flooding. Seedlings of P. glomerata were subjected to two flooding treatments (partial and total) for six months. Following flooding treatments, we examined light-saturated photosynthesis (A), the potential quantum yield of photosystem II (inferred as the Fv/Fm ratio), height, number of leaves (NF), stem diameter at the base of the plant (DCC), leaf area and plant biomass. We found a decrease in gas exchange parameters and growth rates, whereas leaf damage increased with flooding. After six months of flooding, leaf area, and the total plant biomass as well as the biomass of the vegetative organs (leaf, stem and root) were lower in flooded seedlings than in control, non-flooded plants. As flooding level increased assimilated carbon was mainly allocated to stems. However, flooding treatments had no significant effect on specific leaf area, the root/shoot ratio and dry mass of roots. Totally submerged roots of flooded seedlings were strongly affected, showing to be the most critical condition for maintenance of physiological metabolism. P. glomerata was affected by long-term flooding. Thus, P. glomerata exhibited adjusts morpho-fisiological which makes it possible for this species to occur in the Amazon floodplain forest.

Para entender a ocorrência de P. glomerata na várzea amazônica, investigamos as respostas morfo-fisiológicas a longo período de inundação. Durante seis meses, plântulas de P. glomerata foram submetidas a dois tratamentos de inundação (parcial e total) para análise da assimilação fotossintética líquida (A), eficiência quântica do fotosistema II (referido como Fv/Fm), altura, número de folhas, diâmetro do colo do caule (DCC), área foliar e biomassa da planta. Encontramos um decréscimo da atividade de trocas gasosas, das taxas de crescimento e danos foliares com o aumento do nível de inundação. Após seis meses de experimento, a área foliar, a biomassa dos órgãos vegetativos (raiz, caule e folha) e a biomassa total das plântulas inundadas foram menores que das plântulas controle, plântulas não-inundadas. De acordo com o aumento do nível de inundação, a biomassa fotoassimilada foi alocada principalmente para o caule. Somente área foliar específica, razão raiz / parte aérea e massa seca de raiz não apresentaram diferenças entre os tratamentos. As plântulas totalmente inundadas foram fortemente comprometidas, demonstrando ser esta à condição mais crítica para a manutenção do metabolismo fisiológico. P. glomerata foi afetada pelo longo período de inundação, no entanto a espécie revela adaptações morfo-fisiologica que justifica a sua ocorrência em florestas de várzea.

RESUMO

To understand the occurrence of P. glomerata in the Amazonian várzea we investigated the morpho-physiological responses to long-term flooding. Seedlings of P. glomerata were subjected to two flooding treatments (partial and total) for six months. Following flooding treatments, we examined light-saturated photosynthesis (A), the potential quantum yield of photosystem II (inferred as the Fv/Fm ratio), height, number of leaves (NF), stem diameter at the base of the plant (DCC), leaf area and plant biomass. We found a decrease in gas exchange parameters and growth rates, whereas leaf damage increased with flooding. After six months of flooding, leaf area, and the total plant biomass as well as the biomass of the vegetative organs (leaf, stem and root) were lower in flooded seedlings than in control, non-flooded plants. As flooding level increased assimilated carbon was mainly allocated to stems. However, flooding treatments had no significant effect on specific leaf area, the root/shoot ratio and dry mass of roots. Totally submerged roots of flooded seedlings were strongly affected, showing to be the most critical condition for maintenance of physiological metabolism. P. glomerata was affected by long-term flooding. Thus, P. glomerata exhibited adjusts morpho-fisiological which makes it possible for this species to occur in the Amazon floodplain forest.

Para entender a ocorrência de P. glomerata na várzea amazônica, investigamos as respostas morfo-fisiológicas a longo período de inundação. Durante seis meses, plântulas de P. glomerata foram submetidas a dois tratamentos de inundação (parcial e total) para análise da assimilação fotossintética líquida (A), eficiência quântica do fotosistema II (referido como Fv/Fm), altura, número de folhas, diâmetro do colo do caule (DCC), área foliar e biomassa da planta. Encontramos um decréscimo da atividade de trocas gasosas, das taxas de crescimento e danos foliares com o aumento do nível de inundação. Após seis meses de experimento, a área foliar, a biomassa dos órgãos vegetativos (raiz, caule e folha) e a biomassa total das plântulas inundadas foram menores que das plântulas controle, plântulas não-inundadas. De acordo com o aumento do nível de inundação, a biomassa fotoassimilada foi alocada principalmente para o caule. Somente área foliar específica, razão raiz / parte aérea e massa seca de raiz não apresentaram diferenças entre os tratamentos. As plântulas totalmente inundadas foram fortemente comprometidas, demonstrando ser esta à condição mais crítica para a manutenção do metabolismo fisiológico. P. glomerata foi afetada pelo longo período de inundação, no entanto a espécie revela adaptações morfo-fisiologica que justifica a sua ocorrência em florestas de várzea.

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High irradiance may reduce the productivity of tropical plants by exacerbating photoinhibition of photosynthesis, particularly in the case of shade-adapted plants. The aim of this study was to determine the effect of cloud cover on the fluorescence characteristics and photoinhibition on saplings of manwood (Minquartia guianensis Aubl.). Three-year-old saplings were exposed to full irradiance either on clear days (10, 45 and 90 min) or under overcast conditions (120, 180, and 420 min). Changes in the population of functional photosystem II (PSII), the initial (Fo) and maximum fluorescences (Fm), and the Fv/Fm ratio (maximum potential quantum yield of PSII) were monitored after plant exposure to full irradiance and during recovery (within 48 h) at low light intensity. Although photoinhibition of PSII (Fv/Fm) was determined by the number of photons reaching the leaf surface (photon fluence), cloudiness tended to reduce the photoinhibitory effect of irradiance. Fo increased with fluence on cloudy days and was unaffected by irradiance on clear days, except for a sharp rise during the first 10 min of exposure to full sunlight. For a given photon fluence, Fm was lower on clear days. Recovery from photoinhibition was similar in both light environments. Although photon fluence is the preponderant factor determining the extent of photoinhibition, cloudiness might alleviate the photoinhibitory effect of irradiance.

Alta irradiância pode reduzir a produtividade de plantas tropicais por intensificar a fotoinibição da fotossíntese, particularmente em plantas adaptadas à sombra. O objetivo deste trabalho foi determinar o efeito da nebulosidade nas características da fluorescência e na fotoinibição em arvoretas de acariquara (Minquartia guianensis Aubl.). Plantas jovens de três anos de idade foram expostas à irradiância em dias ensolarados (10, 45 e 90 min) ou nublados (120, 180 e 420 min). Foram monitoradas mudanças na população de fotossistemas II (FSII) funcionais, na fluorescência inicial (Fo) e máxima (Fm) e na relação Fv/Fm (rendimento quântico potencial do FSII), antes da exposição das plantas à irradiância e durante a recuperação (até 48 h) sob baixa intensidade luminosa. Apesar de a fotoinibição (Fv/Fm) ser determinada pelo número de fótons incidentes na superfície da folha (fluência), houve tendência de a nebulosidade reduzir o efeito da irradiância na fotoinibição. Fo aumentou com a fluência em dias nublados, mas não em dias ensolarados, exceto pelo aumento nos primeiros 10 min de exposição à luz solar plena. Para uma dada fluência, Fm foi menor nos dias ensolarados. A recuperação da fotoinibição foi similar em ambos os ambientes de luz. Apesar de a fluência de fótons ser o fator preponderante na determinação do grau de fotoinibição, a nebulosidade ameniza o efeito fotoinibitório da irradiância.

RESUMO

High irradiance may reduce the productivity of tropical plants by exacerbating photoinhibition of photosynthesis, particularly in the case of shade-adapted plants. The aim of this study was to determine the effect of cloud cover on the fluorescence characteristics and photoinhibition on saplings of manwood (Minquartia guianensis Aubl.). Three-year-old saplings were exposed to full irradiance either on clear days (10, 45 and 90 min) or under overcast conditions (120, 180, and 420 min). Changes in the population of functional photosystem II (PSII), the initial (Fo) and maximum fluorescences (Fm), and the Fv/Fm ratio (maximum potential quantum yield of PSII) were monitored after plant exposure to full irradiance and during recovery (within 48 h) at low light intensity. Although photoinhibition of PSII (Fv/Fm) was determined by the number of photons reaching the leaf surface (photon fluence), cloudiness tended to reduce the photoinhibitory effect of irradiance. Fo increased with fluence on cloudy days and was unaffected by irradiance on clear days, except for a sharp rise during the first 10 min of exposure to full sunlight. For a given photon fluence, Fm was lower on clear days. Recovery from photoinhibition was similar in both light environments. Although photon fluence is the preponderant factor determining the extent of photoinhibition, cloudiness might alleviate the photoinhibitory effect of irradiance.

Alta irradiância pode reduzir a produtividade de plantas tropicais por intensificar a fotoinibição da fotossíntese, particularmente em plantas adaptadas à sombra. O objetivo deste trabalho foi determinar o efeito da nebulosidade nas características da fluorescência e na fotoinibição em arvoretas de acariquara (Minquartia guianensis Aubl.). Plantas jovens de três anos de idade foram expostas à irradiância em dias ensolarados (10, 45 e 90 min) ou nublados (120, 180 e 420 min). Foram monitoradas mudanças na população de fotossistemas II (FSII) funcionais, na fluorescência inicial (Fo) e máxima (Fm) e na relação Fv/Fm (rendimento quântico potencial do FSII), antes da exposição das plantas à irradiância e durante a recuperação (até 48 h) sob baixa intensidade luminosa. Apesar de a fotoinibição (Fv/Fm) ser determinada pelo número de fótons incidentes na superfície da folha (fluência), houve tendência de a nebulosidade reduzir o efeito da irradiância na fotoinibição. Fo aumentou com a fluência em dias nublados, mas não em dias ensolarados, exceto pelo aumento nos primeiros 10 min de exposição à luz solar plena. Para uma dada fluência, Fm foi menor nos dias ensolarados. A recuperação da fotoinibição foi similar em ambos os ambientes de luz. Apesar de a fluência de fótons ser o fator preponderante na determinação do grau de fotoinibição, a nebulosidade ameniza o efeito fotoinibitório da irradiância.