Cana-De-Açúcar

SISTEMA DE PRODUÇÃO EM CANA-DE-AÇÚCAR

AULA 2 – MORFOLOGIA E FISIOLOGIA

Prof. Dr. Carlos Azania Pesquisador Científico VI do Instituto Agronômico (IAC) Centro de Cana – Ribeirão Preto – SP Julho - 2017 CLASSIFICAÇÃO CLASSIFICAÇÃO

Especificação ENGLER (1887) CRONQUIST (1988) AGPII 2003

Divisão Angiospermae Magnoliophyta Classe Monocotyledoneae Liliopsida Monocotiledonea Ordem Glumiflorae Cyperales Poales Família Gramineae Poaceae Poaceae Tribo Andropogoneae Andropogoneae ** Subtribo Saccharininae Saccharininae ** Gênero Saccharum Saccharum Saccharum Espécies Sacharum officinarum Sacharum officinarum Sacharum officinarum Saccharum barberi Saccharum barberi Saccharum barberi Saccharum robustum Saccharum robustum Saccharum robustum Saccharum spontaneum Saccharum spontaneum Saccharum spontaneum Saccharum sinensis Saccharum sinensis Saccharum sinensis Saccharum edule Saccharum edule Saccharum edule Classificação Botânica CLASSIFICAÇÃO

Especificação ENGLER (1887) CRONQUIST (1988) AGPII 2003

Saccharum sinensis Saccharum sinensis Saccharum sinensis Saccharum edule Saccharum edule Saccharum edule Classificação Utilizar: Classe, Família, Gênero e espécie Botânica USO DO NOME CIENTÍFICO: Saccharum spp. ou Saccharum officinarum?

Saccharum spp.

Complexidade do gênero Saccharum ✓ cruzamentos naturais e manipulados pelo homem ✓ plantas atuais são híbridas (podem ter características genéticas de espécies diferentes) ✓ uso do “spp.” designa mais de uma espécie do mesmo gênero Saccharum officinarum Documentos oficiais que exigem a identificação gênero e espécie, usar Saccharum officinarum porque a espécie reúne as características agroindustriais mais desejadas: riqueza em sacarose NUMERAÇÃO DAS CULTIVARES IAC91-5155

NÚMERO DO CRUZAMENTO ANO DO CRUZAMENTO

LOCAL ORIGEM/PESQUISA INTERPRETAÇÃO DAS LETRAS E NÚMEROS DAS ... CULTIVARES diferentes Instituições no Brasil e mundo INSTITUIÇÕES COM PROGRAMAS DE MELHORAMENTO GENÉTICO

PB, Pernambuco Brasil

RB: República Brasil (IAA/RIDESA) CTC: Centro de Tecnologia Canavieira IAC: Instituto Agronômico Campinas (CC-IAC)

SP: São Paulo (Coopersucar) SIGLAS DAS CV: Canaviallis PO: Pedro Ometto (Usina Barra) CULTIVARES E INSTITUIÇÕES CB, Campos Brasil BRASILEIRAS INSTITUIÇÕES COM PROGRAMAS DE MELHORAMENTO GENÉTICO

SIGLAS DAS CULTIVARES E INSTITUIÇÕES INTERNACIONAIS Co- Coimbatore

CL- Clewiston (U.S. Sugar Corporation) CP- Canal Point F- Flórida (Belle Glade Exp. St.) L- Louisiana Exp. St. H- Hawaii Sugar Planters Association PR- Porto Rico B- Barbado TA- Taiwan Sugar Manuf. Co C- Cuba BT- Barbado V- Venezuela P- Filipinas Trindade ICA- Instituto Colombiano Agropecuário R- Ilhas Reunion

TUC- Tucumán FIJI NA- Norte da Argentina N- Natal Q- Queensland Nco- Natal coimbatore RB: República Brasil CTC: Centro de Tecnologia Canavieira IAC: Instituto Agronômico Campinas SP: São Paulo POJ- Proefstation Oest Java CV: Canaviallis siglas mais comuns siglas menos comuns PO: Pedro Ometto CB: Campos Brasil PB: Pernambuco MORFOLOGIA MORFOLOGIA EXTERNA RAÍZES MORFOLOGIA EXTERNA RAÍZES MORFOLOGIA EXTERNA RAÍZES MORFOLOGIA EXTERNA PERFILHAMENTO MORFOLOGIA EXTERNA PERFILHAMENTO MORFOLOGIA EXTERNA PERFILHAMENTO

S S

T T T T MORFOLOGIA EXTERNA COLMOS MORFOLOGIA EXTERNA COLMOS MORFOLOGIA EXTERNA COLMOS MORFOLOGIA EXTERNA COLMOS MORFOLOGIA EXTERNA COLMOS MORFOLOGIA EXTERNA COLMOS MORFOLOGIA EXTERNA COLMOS MORFOLOGIA EXTERNA COLMOS MORFOLOGIA EXTERNA COLMOS MORFOLOGIA EXTERNA COLMOS MORFOLOGIA EXTERNA FOLHAS MORFOLOGIA EXTERNA FOLHAS MORFOLOGIA EXTERNA FLORESCIMENTO MORFOLOGIA EXTERNA FLORESCIMENTO MORFOLOGIA EXTERNA FLORESCIMENTO MORFOLOGIA EXTERNA FLORESCIMENTO FISIOLOGIA Fisiologia da cana-de-açúcar Fases do crescimento

brotação perfilhamento crescimento maturação colmos

florescimento CLEMENT H. F. – apresenta 4 fases no ciclo da cana-de-açúcar Fisiologia da cana-de-açúcar Fases do crescimento

brotação perfilhamento crescimento maturação colmos

florescimento CLEMENT H. F. – apresenta 4 fases no ciclo da cana-de-açúcar Fisiologia da cana-de-açúcar Fases do crescimento

FASE 1:

a) a gema é quiescente, precisa do contato com fatores externos para iniciar a brotação

b) etapa de embebição, entrada de água pelos primórdios até as células meristemáticas

c) etapa da hidrólise, degradação do material de reserva (sacarose estocada no colmo),

consequentemente aumenta-se a taxa respiratória.

d) Etapa da formação de energia (ATP) e nucleotídeos necessários a formação celular brotação perfilhamento crescimento colmos

desenvolvimento vegetativo maturação florescimento Fisiologia da cana-de-açúcar Fases do crescimento

FASE 2: transferência de energia (ATP) para os pontos de crescimento

FASE 3: multiplicação celular (crescimento) e a diferenciação celular

brotação perfilhamento crescimento colmos

desenvolvimento vegetativo maturação florescimento Fisiologia da cana-de-açúcar Fases do crescimento

FASE 1-

interferência dos fatores ambientais

a) excesso de umidade fermenta o tolete e impede a brotação

b) déficit de água desidrata o tolete e a gema e impede a brotação

c) temperatura abaixo de 10ºC impede a brotação

perfilhamento d) temperaturascrescimentoentre 12º a 21ºC a brotação é dificultosa brotação colmos e) temperaturas entre 21º e 32ºC são ideais desenvolvimento vegetativo maturação florescimento f) sendo 30 a 35ºC a temperatura ótima Fisiologia da cana-de-açúcar Fases do crescimento

FASE 1-

interferência dos fatores fitotécnicos

a) dominância apical: cortar o colmo em toletes menores para manter a distribuição de auxinas de forma similar entre as gemas. Caso contrário as auxinas se concentram nas pontas do colmo e as gemas do terço médio tem dificuldade em brotar

b) posição da gema no sulco: gemas que ficam acomodadas em posição oposta à superfície tem dificuldade em brotar

perfilhamento crescimento brotação c) tratamentoscolmos no sulco: gemas tratadas com produtos que previnem doenças tem maior garantia de brotação. Ex: podridão abacaxi desenvolvimento vegetativo maturação florescimento Há cultivares que possuem genética que atrasa a brotação das gemas, outras que permitem rápida brotação Fisiologia da cana-de-açúcar Fases do crescimento

FASE 1-

interferência dos fatores fitotécnicos

a) condição física do solo: solos com presença de torrões não permitem a aderência da gema e primórdios com a umidade do solo. As bolsas de ar impedem a brotação

b) presença de bainhas: dificultam o contato da gema e primórdios com o solo

c) colmos saudáveis: usar colmos de viveiros de mudas e não usar colmos perfilhamento crescimento brotação infectados por pragascolmose doenças.

desenvolvimento vegetativo maturação florescimento Fatores fitotécnicos e ambientais respeitados, a brotação ocorre entre 3 a 5 semanas Fisiologia da cana-de-açúcar Fases do crescimento

Fatores de interferência climático:

a)deficiência hídrica: impede o perfilhamento

b)Excesso água: diminui o perfilhamento

c) Radiação solar: intensa favorece o transporte de auxinas

crescimento (hormônios crescimento) até a base do perfilho, favorece brotação perfilhamento colmos novas brotações

maturação Fase que ocorre até 90 – 120 d) Temperatura: entre 20 a 35ºC favorecem o perfilhamentoflorescimento dias após o plantio ou colheita Fisiologia da cana-de-açúcar Fases do crescimento

Fatores de interferência fitotécnica:

a) nutrição mineral: canavial nutridos com N (principalmente) tem o perfilhamento favorecido

b) interferência plantas daninhas: competição por nutrientes

impacta negativamente o perfilhamento

crescimento brotação perfilhamento colmos c) espaçamento: redução de espaçamento entre linhas reduz o perfilhamento maturação florescimento Fase que ocorre até 90 – 120 d) pragas: matam perfilhos,l particularmente os mais desenvolvidos. Com isso, mais perfilhos podem ser emitidos dias após o plantio ou colheita Fisiologia da cana-de-açúcar Fases do crescimento Fatores de interferência climática:

a) luz solar: > radiação as folhas são largas e verdes e os colmos grossos; < radiação as folhas são estreitas e verde-amarelada e os colmos finos.

b) comprimento de luz: 10 a 14h há > comprimento colmos e 6 a 8h < comprimento.

c)Temperatura: 25 a 34ºC ótimo, sendo lento brotação perfilhamento crescimento fora da fx. colmos

Fatoresmaturação de interferência fitotécnicaflorescimento:

a) acamamento por vento, deficiência de K e N Fisiologia da cana-de-açúcar Fases do crescimento

brotação perfilhamento crescimento maturação colmos

florescimento Fisiologia da cana-de-açúcar Fases do crescimento

florescimento

é-

FeoA1 é- FeS

Feo x aciclica Fosforilação FeSb Feo QA FeSa

HERBICIDAS Feo

QB Fd

Complexo Fp Citocromo Luz NADP b6-f P700 NADPH é- PC clorofila clorofila é- clorofila - é Ciclo de Luz Calvin

P680 clorofila clorofila

H2O H2O clorofila - O2 + é H2O - O2 + é

- O2 + é

Fotossistema II (FSII) Fotossistema I (FSI)

Membranas do Tilacóide Estroma

ASP 2 A 3ATP fosfoenolviruvato (molécula 3C) (molécula 4C) ADP ASP ASP + MAL - ALA + PIR ALA + PIR ác. ác. aspártico PEP (molécula alanina ALA NADPH PEP NADP 3C) - Célulasdo mesófilo – – translocados translocados ác. ác. oxaloacético (molécula 4C) carboxilase (enzima) PEP + para para as da células bainha das das células da bainha CO2 MAL (molécula 4C) (molécula piruvato NADPH NADP PEP PIR 3C) - ác. ác. málico ADP 2 A 3 ATP

REGENERAÇÃO DO TRANSLOCAÇÃO DE CO2 CARBOXILAÇÃ PEP O

mesófil o (ASP) CO2 (MAL) CO2 CO2 ASP (molécula (molécula 4C) - alanina ác. aspártico ác. ALA Célulasbainha MAL (molécula (molécula 4C) - ác. ác. oxaloacético piruvato PIR

CO2 feixe vascular feixe ribulose ribulose 1, 5 (molécula (molécula 5C) (RuBP, 5C) Célulasda bainha RUBISCO - bifosfato bifosfato ác. ác. 1,3 Ribulose 1,5 bifosfato ác. ác. gliceraldeído 3P ác. ác. fosfoglicérico Ribulose (molécula (molécula 3C) 1,3 carboxilase - - (RUDP) (enzima) difosfoglicérico PGAL Ribulose bi fosfato - PGA DPGA + – 5P CO2 AD AT AD AT NADPH NADPH P P P – P NAD NAD P P Ciclode Calvin

REGENERAÇÃO OU REDUÇÃO OU PRODUÇÃO CARBOXILAÇÃO FORMAÇÃO RuDP COMPOSTOS OU FIXAÇÃO mesófil CARBONO

frutose formar glicose, o feixe vascular feixe SA SA I SAI SA I I SA SA I I NI SA NII NI NI SA I NI NI xilema floema Enzimas: invertase ácida e invertase neutra

IAs IAs IAs IAs IAs IAs IAs IAs IAs IAs IAi IAi IAi IAi IAi IAs IAs IAs IAs IAs IAs IAs IAi IAi IAi IAi IAi IAi IAi IAi IAi IAi IAi IAi IAi IAi IN IN IN IN IN IN IN IN IN Fisiologia da cana-de-açúcar Fases do crescimento

crescimento brotação perfilhamento maturação florescimento colmos INDUÇÃO FLORESCIMENTO

O florescimento depende do set /out nov/dez jan/fev mar/abr mai/jun jul/ago set/out nov/dez jan/fev crescimento balaçomaturaçãohormonal, e senescência (primavera / verão) (primavera / verão) colheita cuja(outonoprodução / inverno) e concentração são

Hormôniosestimulados em diferentes concentraçõespor AZANIA & AZANIA Auxinas fatoresGiberelinasexternos Citocininas Etileno Ácido abscísico INDUÇÃO FLORESCIMENTO

A cana-de-açúcar para ser induzida ao florescimento precisa:

•Fotoperíodo com 11:30 horas de escuro •Umidade no solo •Temperaturas mínimas de 18°C POR•Colmos QUÊ?adultos

Fevereiro período mais propício (18 a 21 dias) set /out nov/dez jan/fev mar/abr mai/jun jul/ago set/out nov/dez jan/fev crescimento maturação e senescência (primavera / verão) (primavera / verão) colheita (outono / inverno)

AZANIA & AZANIA INDUÇÃO FLORESCIMENTO Os fitocromos “lêem” as informações contidas na luz e “interpreta” para a célula, que passam a produzir os hormônios necessários e na concentração necessária a cada fase de crescimento. No caso , a fase é o florescimento!x fitocromos

set /out nov/dez jan/fev mar/abr mai/jun jul/ago set/out nov/dez jan/fev crescimento maturação e senescência (primavera / verão) (primavera / verão) colheita (outono / inverno)

AZANIA & AZANIA INDUÇÃO FLORESCIMENTO Para indução ao florescimento a Fitocromos (FV) e Fitocromos (Fve) planta precisa ter < qt de Fve. > qt de Fve porque qdo o FV absorve luz se transforma em Fve. Qdo as noites são longas (dias curtos) a qt de FV é maior, então, o estímulona ausênciaaode luz florescimentoo Fve reverte novamente em FV ocorre, desde que o solo tenha umidade, as temperaturas sejam > 18°C e as canas entre 9 a 10 meses. set /out nov/dez jan/fev mar/abr mai/jun jul/ago set/out nov/dez jan/fev crescimento maturação e senescência (primavera / verão) (primavera / verão) colheita (outono / inverno)

AZANIA & AZANIA INDUÇÃO FLORESCIMENTO A 2ª semana de fevereiro é o período mais provável de ocorrência ao estímulo a floração!

POR QUÊ?

11:30 horas - fevereiro Junho dezembro Junho 23/06 21/12 23/06 > n° horas de luz > n° horas de escuro > Fve –não indução < Fve – set /out nov/dez jan/fev mar/abr mai/jun jul/ago set/out nov/dez jan/fev floresci/o indução floresci/o crescimento maturação e senescência (primavera / verão) (primavera / verão) colheita (outono / inverno)

AZANIA & AZANIA FORMAÇÃO DE PANÍCULAS

04 a 05 semanas

set /out nov/dez jan/fev mar/abr mai/jun jul/ago set/out nov/dez jan/fev crescimento maturação e senescência (primavera / verão) (primavera / verão) colheita (outono / inverno)

AZANIA & AZANIA set /out nov/dez jan/fev mar/abr mai/jun jul/ago set/out nov/dez jan/fev crescimento maturação e senescência (primavera / verão) (primavera / verão) colheita (outono / inverno)

AZANIA & AZANIA FORMAÇÃO DE PANÍCULAS EMISSÃO DE PANÍCULAS

03 a 04 semanas

set /out nov/dez jan/fev mar/abr mai/jun jul/ago set/out nov/dez jan/fev crescimento maturação e senescência (primavera / verão) (primavera / verão) colheita (outono / inverno)

AZANIA & AZANIA