Fisiologia da cana-de-açucar

Fisiologia da cana-de-açucar

(Parte 2 de 4)

Um dos graves problemas da cultura canavieira na região Centro-Sul seriam as geadas, tanto a “branca” como a “negra”. A “branca” é quando o ponto de orvalho está abaixo de 0oC, normalmente em condições de alta umidade relativa. Quando está baixa e a temperatura cair abaixo de 0oC (acima do ponto de orvalho), ocorre a geada “negra”, nome devido ao surgimento de tecido vegetal escuro, sem a presença de gelo, após o período da geada. Dependendo das condições do tempo e da exposição, a geada negra pode ser mais prejudicial que a branca, possivelmente devido à liberação de energia, que ocorre quando a água passa do estado líquido para o sólido, retardando o abaixamento da temperatura.

Regiões de declive, em forma de bacias, normalmente agravam os efeitos da geada por causa de ausência de vento, do maior esfriamento do solo pela menor radiação, das camadas de ar frio serem mais densas e ficarem retidas no fundo, onde as temperaturas cairão muito.

Solos úmidos diminuem o efeito das geadas por perderem menos calor, ocorrendo o contrário com os solos com baixos potenciais água. Dependendo do tempo de exposição, baixas temperaturas podem causar danos severos à cultura, como períodos longos de temperaturas ao redor de 0oC. IRVINE (1965) observou que uma geada de -6,1oC com duração de quatro horas, provocou danos semelhantes a a uma de -0,5oC que durou 48 horas.

A geada causa danos que são devidos à formação de gelos nos espaços intercelulares, que ocorre pela contração do protoplasma saindo parte da água para os espaços, onde se congela. Com isto ocorre dessecação da célula, a qual pode morrer por forças mecânicas que atuam sobre o protoplasma e a membrana plasmática e pela precipitação de proteínas.

A parte da planta mais suscetível é a superior. Devido à intensidade do frio, os danos caminham para a parte mediana e inferior do colmo, em função de ser a superfície do solo mais quente.

Os danos causados vão depender de três fatores principais: valor das temperaturas baixas, duração da temperatura mais baixa e temperaturas após a geada. Um dos principais sintomas são faixas despigmentadas nas folhas novas, em forma de asas de borboleta, que se manifestam após certo tempo, somente quando ocorre a emissão completa das folhas que sofreram os danos. Este sintoma pode aparecer, na média entre cultivares, à temperaturas abaixo de 8oC. A geada mesmo, ocorreria entre -1,7 a 3,9oC, com danos na parte apical dos colmos. O primeiro ponto de injúria situa-se , a 2,5 cm da gema apical. Dependendo da intensidade da geada, pode ocorrer o apodrecimento das folhas centrais do “palmito”, fazendo com que este se destaque facilmente. Em consequência da morte da gema apical, ocorrem brotações das gemas laterais e a diminuição das características tecnológicas do colmo. O produtor deve utilizar o mais rápido possível a cana que

Baseado em THORNTHWAITE (1948):

(100e - 60d)

EP

onde: IM = índice hídrico e = excedente anual de água d = deficiência anual de água EP = evapotranspiração potencial anual TF = temperatura do mês mais frio

CAMARGO & ORTOLANI (1964) propuseram carta das limitações e possibilidades climáticas para a cultura da cana-de-açúcar no Brasil. Assim: IM < 0: áreas com insuficiência hídrica e irrigação imprescindível. IM > 0; d > 150 m: áreas com deficiência hídrica sazonal e irrigação suplementar recomendada. IM > 0; d < 150 m: áreas com deficiência hídrica.

IM > 0; d < 5 m; TF > 20oC: áreas com ausência de estação seca ou fria, repouso e maturação deficientes. EP < 850 m: áreas com deficiência térmica.

Logo, a maioria das áreas canavieiras do Brasil apresentam IM positivo, indicando clima úmido ou sub-úmido, mesmo no nordeste. Índices hídricos negativos estão restritos ao polígono das secas e à região do pantanal, onde seria necessária irrigação pesada. Para as demais regiões, as irrigações seriam complementares.

Há também carta de aptidão climática para o Brasil, estabelecida por CAMARGO et al. (1977): I) Apta: condições térmicas e hídricas satisfatórias para a cana-de-açúcar: temperatura média anual acima de 20oC e deficiência hídrica anual inferior a 200 m;

I) Marginal por restrição térmica: temperatura média anual entre 18 e 20oC; temperatura de julho acima de 14oC e deficiência abaixo de 200 m;

I) Marginal por restrições hídricas, justificando irrigações suplementares: temperatura média anual superior a 18oC e deficiência hídrica entre 200 e 400 m;

IV) Marginal e inapta por falta de estação de repouso por frio ou seca: temperatura média anual superior a 24oC e deficiência hídrica anual nula;

V) Inapta por insuficiência hídrica: deficiência hídrica anual superior a 400 m; VI) Inapta por carência térmica ou geadas excessivas: temperatura média anual inferior a 18oC ou temperatura média de julho inferior a 14oC.

ALFONSI et al. (1987), apresentaram uma equação para a estimativa das perdas de água pela cultura da cana, a saber:

ETM = Kc . ETP onde: ETM = perda de água máxima, em qualquer estádio de desenvolvimento, sem nenhuma restrição hídrica;

ETP = perda de água por uma superfície plana, com vegetação e em capacidade de campo; Kc = fator de ajuste entre ETM e ETP, denominado coeficiente de cultura, dependente do estádio de desenvolvimento, conforme valores apresentados no Quadro 1.

Quadro 1. Valores de Kc, estabelecidos por Doorenbos & Pruitt (1975) para a cultura da cana-deaçúcar.

Idade em mese da Fases da cultura Kc Cana planta Cana soca

0 - 2 0 - 1 Plantio até 0,25 do fechamento 0,40 2 - 3 1 - 2 0,25 a 0,50 do fechamento 0,75 3 - 4 2 - 2,5 0,50 a 0,75 do fechamento 0,95 4 - 7 2,5 - 4 0,75 até o fechamento 1,10 7 - 14 4 - 10 Fechamento máximo 1,25 14 - 16 10 - 1 Início da maturação 0,95 16 - 18 1 - 12 Maturação 0,70

Em condições de campo, a cana planta consome o máximo de 4,5 m/dia de água, o máximo de 2,3 m/dia e o consumo médio de 3,3 m/dia, ao passo que a soca 4,4; 2,2 e 3,2 m/dia, respectivamente (SCARDUA, 1979).

e. Nutrientes

Não vamos nos deter aqui em avaliar todos os efeitos dos nutrientes minerais no crescimento da cana-de-açúcar, mas em apenas alguns aspectos. Como referência, CASAGRANDE (1991) cita que, considerando três cultivares (CB 41-76; CO 740; IAC 52/326), a ordem de absorção de minerais para a cana planta é: N ³ K > Ca > Mg ‡ S > P em LE; K > N > Ca > Mg > S > P em LR e K > N > Ca > Mg > P ‡ S para PVL. Em soca, a ordem é: K > N > Mg > Ca > S > P em LE; K > N > Mg > Ca ‡ P > S em LR e K > N > Mg > Ca > P > S em PVL. Para os micros, a ordem é: Fe > Zn > Mn > B ‡Cu.

Deve se observar que, para a maioria dos elementos minerais, o pico de absorção na cana planta acontece na segunda metade do grande período, ou seja, dos 9 meses em diante. Para a cana soca, o pico de absorção ocorre na primeira metade do grande período, ou seja, até os seis meses de idade.

Como a falta de nitrogênio é preocupante, o excesso também é indesejável, levando a planta a crescimento vegetativo excessivo, atrasando a maturação, prejudicando a qualidade da matéria prima pela diminuição do teor de sacarose dos colmos.

O fósforo tem grande importância na qualidade da matéria prima, pois teores de P2O5 acima de 300 ppm facilitam a clarificação do caldo. O potássio possue importante ação na translocação de sacarose, seja no transporte via floema ou no transporte célula a célula da sacarose em direção ao floema, ou deste no sentido de armazenamento. Deficiência de K+ pode levar ao acamamento por diminuição da turgescência celular, bem como à menor fotossíntese por fechamento dos estômatos. O excesso desse elemento, no entanto, não é desejável para a fabricação do açúcar, pois como é o maior constituinte das cinzas, estas em alta concentração no caldo dificultam a cristalização, em função da formação de núcleos falsos, reduzindo o rendimento industrial de açúcar. Já, no entanto, altos teores de cinzas favorecem a produção de álcool, agindo como fonte de nutrientes para as leveduras.

O boro, em se tratando de cana-de-açúcar, não pode deixar de ser lembrado, em função da sua importância na translocação de sacarose, formando um complexo com este açúcar. Assim, apesar da existência de inúmeras ações fisiológicas do boro na planta, esta é a mais aceita. Dessa forma, não deve haver carência de boro, no sentido de não haver prejuízos para a produção de açúcar.

Finalmente, baixos teores de silício levam à produção de menores quantidades de açúcares.

Para maiores informações sobre nutrição mineral, deve-se consultar as obras de CASAGRANDE (1991); MALAVOLTA (1976; 1982); MALAVOLTA et al. (1964; 1989); MARSCHNER (1986) e MENGELL & KIRKBY (1987), etc.

4. Florescimento

A inflorescência ou panícula da cana-de-açúcar é chamada de flecha, bandeira ou flor apresentando tamanho, cor e formação dependendo das espécies ou cultivares. É originária da gema apical, com um eixo principal ou ráquis, prolongamento do último entre-nó do ápice da cana. Do ráquis saem os eixos secundários e destes os terciários, diminuindo a ramificação de baixo para cima, dando o aspecto piramidal da inflorescência (CASAGRANDE, 1991). Nas ramificações terciárias de base e secundárias do ápice, localizam-se as espiquetas, com uma flor cada.

No processo de formação da inflorescência, incialmente deve ser detectado o período em que ocorre o estímulo para que o meristema apical se modifique, deixando de produzir folhas e colmos, passando a formar a inflorescência. Este período é de difíciil definição, pois depende do cultivar, do clima da região e das mudanças que ocorrem nos anos agrícolas. Tais fatos, levam-nos a estabelecer somente os meses onde as possibilidades dos fenômenos ocorrerem são maiores. Dessa forma, no hemisfério sul, o estímulo e diferenciação meristemática para a formação da flor ocorrerá nos meses de fevereiro, março e abril, dando-se o florescimento nos meses de abril, maio e junho. Já para o hemisfério norte a diferenciação ocorreria em agosto, setembro e outubro, com a consequente floração de outubro a janeiro. Para CLEMENTS & AWADA (1965) o tempo de estimulo, para que o meristema se modifique em gema floral, é de 18 a 21 dias, dependendo da variedade.

O processo de florescimento divide-se, didaticamente, em quatro fases: transformação do meristema apical em gema floral; transformação desta em inflorescência, o desenvolvimento da inflorescência e da folha bandeira e a emissão da inflorescência. Logo, finda a primeira fase, inicia-se a segunda desenvolvendo-se no eixo principal as ramificações e, logo após, os ramos secundários. Nesta fase, surge o tecido meristemático que formará a bainha da folha bandeira, a qual protegerá a inflorescência. A folha que sofre modificação para transformar-se em bandeira é a folha -8, modificação essa traduzida por diminuição do limbo foliar e grande desenvolvimento da bainha protetora da inflorescência (CLEMENTS, 1975). A terceira fase, caracteriza-se pelo alongamento da bainha da folha bandeira (alcança 70 - 80 cm) e o desenvolvimento da inflorescência, cujo eixo principal chega a mais de 60 cm. A bainha da folha desenvolve-se para fornecer espaço para a infloresc6encia, bem como para evitar que esta se quebre, por seu tecido ser ainda frágil. Também ocorre nesta fase o desenvolvimento das espiguetas, até a formação da estrutura completa, bem como o máximo desenvolvimento da bainha da folha bandeira. Dessa forma, o passo seguinte é a emissão da inflorescência, seguida pela abertura das flores e a polinização. Para CLEMENTS & AWADA (1967) a completa emissão dura de 4 a 5 semanas, enquanto que a abertura das flores, formação de frutos e maturação, não mais que 2 a 3 semanas.

Dessa forma, como as demais gramíneas, a cana-de-açúcar floresce, frutifica e morre, garantindo a perpetuação da espécie. A floração da cana é fenômeno normal e indispensável para a sobrevivência da espécie não interessando, no entanto, ao produtor.

O florescimento, apresenta os seguintes prejuízos básicos: a. no florescimento, o crescimento vegetativo do colmo é paralizado, com evidente perda do rendimento de áçucar; b. os colmos florescidos diminuem seu rendimento em açúcar, devido à formação da folha bandeira ou flecha; c. completado seu ciclo vital, o colmo florescido entra em senescência, permitindo novas brotações; d. os prejuízos do florescimento são maiores, quando o colmo ainda se encontra em fase de crescimento; e. colmos florescidos não podem ser armazenados no campo, por muitos meses.

Em função do exposto, o homem procura interferir na natureza tentando evitar o florescimento da cana-de-açúcar, seja através de melhoramento genético ou através de reguladores vegetais, sendo necessário conhecer-se alguns fatores básicos que controlam o florescimento da cana, desde a sua fisiologia, bem como fatores do meio. A florescência da cana-de-açúcar é controlada por um complexo de fatores envolvendo principalmente o fotoperíodo e a temperatura, além da umidade e da radiação solar.. O processo de florescência em si é bastante complexo, envolvendo fitocromo, hormônios, florígeno, ácidos nucléicos e fatores diversos, conforme CASTRO (1993) (Figura 9).

toC ®
vernalização fi
atividade metabólica no ápice,
depende de luz/escuro fi ‹ novo DNA em alto nível

Figura 9. Representação esquemática da sequência de eventos que levam ao processo de florescência.

4.1. Fotoperíodo

Um dos principais fatores determinantes do metabolismo (ALEXANDER, 1973). Há divergências quanto à classificação da cana como planta de dias curtos ou de dias longos. Autores como MANGELSDORF (1958), admitem que as mudanças do meristema apical para transformarse em inflorescência, ocorrem durante os dias curtos. Outros, preferem classificar a cana como de comportamento intermediário, segundo dados obtidos em experimentos como os de CLEMENTS & AWADA (1965) onde o período do escuro foi fixado em 1 horas e 32 minutos, ocorrendo bom florescimento. O aumento deste período em 26’ ou diminuindo em 34’, inibe quase que totalmente o florescimento. Em outro trabalho, com período escuro de 1 horas e 30 minutos também houve florescimento, sem levar-se em conta as variações do comprimento do dia, não parecendo ser esta característica das PDC. Na Flórida, obtém-se a iniciação floral da cana em casas de vegetação com 12 horas e 30’ de luz e temperatura de 24oC. A manifestação do florescimento é obtida com 12 horas de luz, após 2 a 3 semanas, em consequência da diminuição diária de 1 minuto de luz, durante 30 dias.

As melhores condições para o florescimento acontecem nas regiões equatoriais do globo, onde temos fotoperíodos de 12 horas de luz e 12 horas de escuro, com pequenas variações de temperatura. O florescimento é inversamente proporcional à latitude de origem do cultivar. Assim, cultivares produzidos em São Paulo (21o Sul), tendem a florescer com maior facilidade quanto mais próxima estiverem do equador, ocorrendo o oposto com variedades produzidas na região equatoriana, se levadas para a região sub-tropical. Isto evidencia que a ação da latitude, está diretamente relacionada com o fotoperíodo ao qual a planta é submetida. Dessa forma, a cana-deaçúcar é considerada sensível à luminosidade para florescer, sendo uma planta que somente floresce quando submetida a dias com comprimentos inferiores a um fotoperíodo crítico, sendo portanto uma planta de dias curtos. O processo de florescência da cana-de-açúcar é extremamente sensível ao meio ambiente, os quais afetam a iniciação floral e a fertilidade do pólen. O fotoperíodo ideal parece ser de 12 a 12,5 horas, sendo que a maioria das cultivares respondem a este fotoperíodo nas diferentes regiões do mundo (CASTRO, 1984). Próximo ao equador, o florescimento pode ser induzido em qualquer época do ano. Em latitudes maiores, o florescimento é sazonal, ocorrendo principalmente no outono, quando o fotoperíodo está decrescendo, isto é, quando as plantas estão concluindo o período vegetativo. Aparentemente, há também necessidade de um período de crescimento vegetativo vogoroso, antes do período de indução, pois para a formação da panícula há utilização de açúcares armazenados anteriormente, com consequente chochamento da parte superior do colmo. Tais condições ocorrem no outono, inviabilizando o florescimento na primavera.

4.2. Temperatura

PEREIRA (1985) diz que a grande variabilidade do índice de florescimento, nas condições paulistas, evidencia não ser o fotoperíodo o único fator controlador do fenômeno, tendo importância também a temperatura. Esta ganha maior importância, na influência que exerce sobre o florescimento, à medida que se afasta do equador. Alguns pesquisadores realçam que, as temperaturas noturnas tem maior importância no florescimento, mormente aquelas abaixo de 18oC por períodos maiores do que dez dias. No Centro-Sul do Brasil, observou-se efeito acumulativo de temperaturas noturnas no florescimento, abaixo de 18oC, de tal forma que 5 noites nessa temperatura não afetaram o florescimento, 10 noites prejudicaram a florescência e mais que dez noites inibiram totalmente o processo.

Sendo o período favorável à indução do florescimento entre 25 de fevereiro e 20 de março, estabeleceu-se uma função para detectar a possibilidade de florescimento:

L = 1,263 - 0,06764 x1-0,02296x2 onde:

x1 = número de noites com temperatura mínima ³ 18oC, durante o período indutivo x2 = número de dias com temperatura máxima £ 31oC, durante o período indutivo L < 0 = indica florescimento L > 0 = indica não florescimento

18oC e 21 dias com temperatura máxima £ 31oC; os anos sem florescimento apresentaram 7 noites e 13 dias, respectivamente.

A existência de uma temperatura limite superior, sugere que as diferenças entre as temperaturas extremas, durante o ciclo indutivo também tem efeito sobre o florescimento. Em geral, o florescimento é induzido por pequenas diferenças entre temperatura máxima e temperatura mínima, desde que temperatura mínima ‡ 18oC. De fato, obteve-se: a. nos anos com florescimento, a diferença média de temperatura variou de aproximadamente 10oC e de 14oC naqueles sem florescimento; b. a diferença de temperatura variou entre 3,4 e 16,4oC noa anos com florescimento e 6,2 e 2,2oC nos anos sem florescimento; c. os anos com florescimento apresentaram cerca de 90% dos dias com diferenças menores que 13oC (ou seja, 31 menos 18oC), contra 60% nos anos sem florescimento.

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