Por que as plantas C4 apresentam menor ponto e compensação de CO2?

O milho é uma espécie com metabolismo fotossintético C4, caracterizado por um mecanismo de concentração de CO2 no sítio ativo da Ribulose-bifosfato-carboxilaseoxigenase (Rubisco) do ciclo de Calvin e Benson, que mantém alta razão CO2/O2 e elimina a fotorrespiração.

Navegue pelo conteúdo

O mecanismo de concentração de CO2 se deve à ação da fosfoenolpiruvato carboxilase (PEPcase) no citoplasma do mesofilo, que possui um Km de 5 µmol para o CO2, indicando alta afinidade por este gás. Inicialmente, o CO2 atmosférico é fixado pela PEPcase, formando o ácido oxalacético. Em seguida, este produto de quatro átomos de carbono é transportado para as células da bainha vascular, onde é descarboxilado. Daí, o CO2 é refixado pela Rubisco, que tem baixa afinidade pelo CO2 (Km de 20 a 30 µmol).

Essa descarboxilação produz alta concentração de CO2 e a Rubisco opera próximo à sua taxa máxima (saturação de CO2), suprimindo sua atividade de oxigenase e eliminando a fotorrespiração (BERGONCI;BERGAMASCHI, 2002).

Dos três subgrupos de plantas C4 classificados de acordo com a enzima descarboxilativa, o milho pertence àquele que apresenta a maior eficiência de uso da radiação solar ou eficiência quântica, com valor médio de 64,5 a 69 µmol mol-1, enquanto outras C4 apresentam valores em torno de 52,6 a 60,4 µmol mol-1. Esta maior eficiência é atribuída à anatomia das plantas que possuem este mecanismo, qual seja: menor área entre as nervuras e lamela suberizada, que previne a perda de CO2 para o meio (HATTERSLEY, 1984).

Várias respostas do milho aos elementos meteorológicos decorrem de seu mecanismo fotossintético C4, que resultam em alta produtividade e, em consequência, alto rendimento de grãos, superando outras espécies cultivadas. Estes conceitos são fundamentais, sobretudo quanto às interações da planta e o ambiente físico, com ênfase para radiação solar, CO2, temperatura, água e nitrogênio (BERGONCI; BERGAMASCHI, 2002).

A curva clássica de resposta da fotossíntese à radiação solar é uma hipérbole não retangular (Figura 1). O intercepto ao eixo horizontal representa o ponto de compensação por radiação (fotossíntese líquida nula). O início da inclinação da curva corresponde à eficiência quântica, e o intercepto ao eixo vertical representa a respiração ao escuro (mitocondrial), quando a fotossíntese líquida é negativa.

Com baixa radiação solar a taxa de assimilação de carbono é limitada pela própria radiação. Sob alta radiação ocorre saturação, e a assimilação é limitada pela carboxilação, devido à baixa atividade enzimática. Por ser uma planta C4, o milho praticamente não satura por radiação solar, pois o mecanismo de concentração de CO2 provoca a saturação do mesmo no sítio da Rubisco, não permitindo limitação da carboxilação (BERGONCI; BERGAMASCHI, 2002).

Também são importantes as interações entre a radiação solar, o estado hídrico da planta e a condutância estomática. Em condições hídricas não limitantes há incremento na abertura estomática em resposta à radiação incidente, até um certo nível de saturação (Figura 2).

Este aumento é linear até cerca de 500 µmol m-2s-1 de RFA incidente. Acima deste nível, diminui o incremento na condutância, com tendência de saturação a partir de aproximadamente 1000 µmol m-2 s-1. A partir deste ponto não há mais resposta de abertura estomática ao aumento de RFA incidente.

Em plantas sob déficit hídrico severo a função é crescente somente até 500 µmol m-2s-1, com variação próxima a zero a partir deste nível de radiação. Situações intermediárias são observadas em plantas submetidas a condições de déficit hídrico mediano (BERGONCI; BERGAMASCHI, 2002).

Devido à anatomia e fisiologia das plantas C4, suas respostas à concentração de CO2 demonstram que as mesmas apresentam ponto de compensação de CO2 entre 0 e 5 µmol de CO2, o qual não é afetado pela concentração de oxigênio, diferentemente das plantas C3 cujo ponto de compensação varia de 40 a 50 µmol.

Devido ao mecanismo de concentração de CO2, nos níveis atuais de dióxido de carbono na troposfera (350µmol mol-1) as plantas C4 se encontram saturadas. Assim sendo, futuros aumentos nos níveis de CO2 na atmosfera não deverão favorecer as plantas com metabolismo C4, como é o caso do milho (BERGONCI; BERGAMASCHI, 2002).

Se você tem interesse em saber mais sobre a Cultura do Milho, te convido a conhecer a plataforma da AgricOnline. Ao fazer a sua assinatura, você tem acesso ilimitado a todos os cursos da plataforma. São cursos que vão desde produção vegetal, produção animal, mercado e carreira.
Ao término de cada curso, você tem direito ao certificado com a carga horária de cada curso, clique no link para conhecer.

FAÇA A SUA ASSINATURA

Ou clique no link:

https://go.agriconline.com.br/pass/?sck=portal

Fonte

BERGAMASCHI, Homero; MATZENAUER, Ronaldo. O Milho e o Clima. 1ª ed. Porto Alegre – RS: Emater/RS-Ascar, 2014.

• Clima, fotossíntese, milho

Compartilhe!

Share on whatsapp

Share on facebook

Share on email

Share on twitter

Share on linkedin

Murilo Salvador

Técnico Agrícola com Habilitação em Agropecuária (IFES); Licenciado em Ciências Agrícolas (IFES) e Bacharelando em Medicina Veterinária (UNESC).

Veja mais

Como o crédito rural contribui para o aumento da produção agrícola

Daniel Vilar 28 de dezembro de 2022

Trabalho na agricultura

lucas 14 de dezembro de 2022

A EXPERIÊNCIA DO INSETICIDA NATURAL NA HORTA ESCOLAR COMO CONTRIBUIÇÃO AO ENSINO DE GEOGRAFIA

Breno 13 de dezembro de 2022

PRODUÇÃO, COMPOSIÇÃO QUÍMICA E QUALIDADE DA BEBIDA DE CAFÉ ARÁBICA EM RAZÃO DA DOSE DE COBRE E ZINCO 

Daniel Vilar 12 de dezembro de 2022

Inoculação com Azospirillum brasilense para a produção de milho para silagem

Daniel Vilar 5 de dezembro de 2022

O impacto do uso da tecnologia no desempenho da produção leiteira: manejo tradicional, compost barn e free stall

Porque as plantas C4 tem um ponto de compensação de CO2 menor que as plantas C3?

PONTO DE COMPENSAÇÃO DE C02 ➢ NAS PLANTAS C3, O PONTO DE COMPENSAÇÃO DE CO2 É ALCANÇADO ENTRE 30 A 70 µL L-1 DE CO2, NO ENTANTO NAS PLANTAS C4 O PONTO DE COMPENSAÇÃO DE CO2 É DE 0 A 10 µL L-1 DE CO2. ➢ PLANTAS C4 APRESENTAM FOTORRESPIRAÇÃO MUITO BAIXA, POSSUINDO UM MENOR PONTO DE COMPENSAÇÃO DE C02.

Por que as plantas C4 assimilam mais CO2 e são mais eficientes no uso de água do que as C3?

Devido ao mecanismo concentrador de CO2, as plantas C4 exibem baixo ponto de compensação CO2 (baixa concentração de compensação), fotorrespiração não detectável, alta eficiência do uso da água e alta capacidade fotossíntética, quando comparadas com as plantas C3.

Como as plantas C4 é CAM são mais eficientes fixando CO2 e perdendo menos água?

Isto se dá porque as plantas C4 só atingem as taxas máximas de fotossíntese sob elevadas intensidades de radiação solar, fazendo com que fixem mais CO2 por unidade de água perdida. Ou seja, elas são mais econômicas quanto ao uso da água, elas perdem menos água que as C3 durante a fixação e a fotossíntese.

Como a fotossíntese C4 resolve o problema da baixa concentração de CO2 na Folha?

As plantas C4 fixam inicialmente o CO2 nas células mesofílicas, em condições de baixo CO2 intracelular, gerando compostos de 4 carbonos, e para isso usam a energia da hidrólise de 1 ATP para cada CO2 fixado. O CO2 é então liberado nas células da bainha, onde ocorrem as reações do Ciclo de Calvin-Benson Cycle.