Shading and its reflections on growth and gas exchanges of Microdesmia rigida (Benth.) Sothers & Prance

Authors

DOI:

https://doi.org/10.33448/rsd-v9i7.4508

Keywords:

Luminosity; Stomatal behavior; Pigments; Caatinga.

Abstract

The objective of this research was to evaluate the effect of shading on growth and gas exchange of seedlings of Microdesmia rigida, keeping them under the levels of 0% (full sun), 50% and 70% shading, arranged in a completely randomized design (DIC), with four replications. Plant height, stem diameter, height/diameter ratio, absolute growth rate, leaf area, plant dry matter weight, dry root/shoot weight ratio, Dickson Quality Index (DQI), transpiration, stomatal conductance, photosynthesis rate, internal CO2 concentration, chlorophyll contents a, b and total were analysed. There was a reduction in the rate of transpiration and increase in stomatal conductance, photosynthesis rate and internal CO2 concentration with increased shading. Shading decreased the concentration of chlorophyll a while promoting an increase in chlorophyll b and total chlorophyll, with no significant difference between the levels of 50% and 70% of shading. The shaded environments provided greater growth in height, diameter, leaf area, in addition to providing greater accumulation of dry mass and IQD. It is recommended to produce seedlings of M. rigida seedlings, during the nursery phase, under 50% shading, as this condition provides the achievement of better seedling quality indexes.

Author Biographies

Roberta Patrícia de Sousa Silva, Universidade Federal de Campina Grande

Possui graduação em Engenharia Florestal, Universidade Federal de Campina Grande.Campus Patos - PB, Mestrado em Ciências Florestais pela Universidade Federal de Campina Grande, Campus Patos - PB. Atualmente Doutoranda na Pós-Graduação em Ciência Florestal da Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho, Botucatu - SP.

Antonio Lucineudo de Oliveira Freire, Universidade Federal de Campina Grande

Possui graduação em Agronomia pela Universidade Federal da Paraíba, mestrado em Agronomia (Fisiologia Vegetal) pela Escola Superior de Agricultura de Lavras (ESAL), atual Universidade Federal de Lavras, doutorado em Agronomia (Produção Vegetal) pela Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho e pós-doutorado no Laboratório de Fisiologia Vegetal da Universidade de Montes e Alto Douro (UTAD), em Vila Real, Portugal. Atualmente é professor titular da Universidade Federal de Campina Grande. Tem experiência na área de Recursos Florestais e Engenharia Florestal, com ênfase em Fisiologia Florestal, atuando principalmente nos seguintes temas: germinação de sementes; crescimento de plantas sob condições de estresse hídrico e salino;crescimento de mudas de espécies arbóreas da Caatinga em função da adubação,

Ivonete Alves Bakke, Universidade Federal de Campina Grande

Possui graduação em Engenharia Florestal pela Universidade Federal da Paraíba (1993), mestrado em Zootecnia Área de concentração Forragicultura pela Universidade Federal da Paraíba (2001) e doutorado em Agronomia, Área de concentração Ecologia Vegetal e Meio Ambiente pela Universidade Federal da Paraíba (2005) . Atualmente é professora associada da Universidade Federal de Campina Grande, no Centro de Saúde e Tecnologia Rural. Tem experiência na área de Agricultura, Ecologia e Meio Ambiente, atuando principalmente nos seguintes temas: meio ambiente, caatinga, desenvolvimento sustentável, sistemas agroflorestais

Cheila Deisy Ferreira, Universidade Federal de Campina Grande

Possui graduação em Engenharia Florestal e mestrado em Ciências Florestais pela Universidade Federal de Campina Grande e doutorado em Ciências Florestais pela Universidade de Brasília

Sérvio Túlio Pereira Justino, Universidade Federal de Campina Grande

Possui graduação em Engenharia Florestal pela Universidade Federal de Campina Grande (2018). Mestre em Ciências Florestais pela Universidade Federal de Campina Grande, Campus Patos-PB. Atualmente doutorando em Ciência Florestal pela Universidade Estadual Paulista "Júlio de Mesquita Filho" Faculdade de Ciências Agronômicas - Campus de Botucatu

Amanda de Lira Freitas, Universidade Federal de Campina Grande

Possui graduação em Engenharia Florestal pela Universidade Federal de Campina Grande (2015.2), Pós Graduação em nível de Especialização em Ecologia e Educação Ambiental pela Universidade Federal de Campina Grande (2017). Mestranda em Ciências Florestais pela Universidade Federal de Campina Grande. Professor Titular com Disciplina de Controle Ambiental nos Cursos Técnicos em Saúde, Medicina, Farmácia, Estética, Eletrotécnica, Prótese e Enfermagem no Curso Técnico do Colégio Santo Expedito desde 2017. Analista Ambiental pela Empresa Flora Sertão (2017).Tem experiência na área de Recursos Florestais e Engenharia Florestal, atuando principalmente nos seguintes temas: Migração, Natureza, Educação Ambiental, Ecologia e Impactos Ambientais, Resgate de Flora e Fauna Silvestre, Licenciamento Ambiental, Recursos Hídricos e Resíduos Sólidos.

References

Aguiar, F. F. A., Kanashiro, S., Tavares, A. R., Nascimento, T. D. R. & Rocco, F. M. (2011) Crescimento de mudas de pau-brasil (Caesalpinia echinata Lam.), submetidas a cinco níveis de sombreamento. Revista Ceres, 58(6), 729-734.

Albuquerque, U. P., Monteiro, J. M., Ramos, M. A. & Amorim, E. L. C. (2007) Medicinal and magic plants from a public market in northeastern Brazil. Journal of Ethnopharmacology, 110(1), 76-91.

Alvares, C. A., Stape, J. L., Sentelhas, P. C., Moraes, J. L. & Gonçalves, J. L. M. (2014) Gerd Sparovek. Köppen’s climate classification map for Brazil. Meteorologische Zeitschrift, 22(6), 711-728.

Beltrão, N. E. M. & Oliveira, M. I. P. (2007) Oleaginosas Potencial do Nordeste para a Produção de Biodiesel. Campina Grande: Embrapa Algodão (Documentos 177); 53p.

Benincasa, M. M. P. (2003). Análise de crescimento de plantas: Noções Básicas. 2 ed. Jaboticabal: FUNEP.

Bezerra, J. N. S., Lopes, E. L., Sousa, A. H. & Barbosa, F. G. (2002, maio). Constituintes químicos isolados das raízes de Licania rigida Benth. Anais da 32º Reunião Anual da Sociedade Brasileira de Química, Fortaleza, CE, Brasil, 30.

Caldeira, M. V. W., Marcolin, M., Moraes, E. & Schaadt, S. S. (2007) Influência do resíduo da indústria do algodão na formulação de substrato para produção de mudas de Schinus terebinthifolius Raddi, Archontophoenix alexandrae Wendl. et Drude e Archontophoenix cunninghamiana Wendl. et Drude. Ambiência, 3(3), 1-8.

Caldeira, M. V. W., Spathelf, P., Barichello, L. R., Vogel, H. L. M. & Schumacher, M. V. (2005) Effect of different doses of vermicompost on the growth of Apuleia leiocarpa (Vog) Macbr. seedlings. Revista Acadêmica: Ciências Agrárias e Ambientais, 3(2), 11-17.

Caron, B. O., Souza, V. Q., Cantarelli, E. B., Manfron, P. A., Behling, A. & Eloy, E. (2010) Crescimento em viveiro de mudas de Schizolobium parahyba (Vell.) S. F. Blake. submetidas a níveis de sombreamento. Ciência Florestal, 20(4), 683-689.

Costa, G. F. & Marenco, R. A. (2007) Fotossíntese, condutância estomática e potencial hídrico foliar em árvores jovens de andiroba (Carapa guianensis). Acta Amazonica, 37(2), 229-234.

Craven, D., Gulamhussein, S. & Berlyn, G. P. (2010) Physiological and anatomical responses of Acacia koa (Gray) seedling to varying light and drought conditions. Environmental and Experimental Botany, 69(2), 205-213.

Dantas, B. F., Lopes, A. P., Silva, F. F. S., Lúcio, A. A., Batista, P. F., Pires, M. M.M. L. & Aragão, C. A. (2009) Taxas de crescimento de mudas de catingueira submetidas a diferentes substratos e sombreamentos. Revista Árvore, 33(3), 413-423.

Davide, A. C. & Botelho, S. A. (2015). Fatores que afetam a qualidade de mudas destinadas aos projetos de restauração de ecossistemas florestais. In: A. C. Davide, & S. A. Botelho (Eds.) Fundamentos e métodos de restauração de ecossistemas florestais: 25 anos experiência em matas ciliares. (pp.181-274). Lavras: UFLA.

Dickson, A., Leaf, A. L. & Hosner, J. F. (1960) Quality appraisal of white spruce and white pine seedling stock in nurseries. Forest Chronicle, 36(1), 10-13.

Duque, J. G. (2014). O nordeste e as lavouras xerófilas. 4 ed. Fortaleza: Banco do Nordeste do Brasil.

Dutra, T. R., Grazziotti., P. H., Santana, R. C., Massad, M. D. (2012) Desenvolvimento inicial de mudas de copaíba sob diferentes níveis de sombreamento e substratos. Revista Ciência Agronômica, 43(2), 321- 329.

Farias Jr, J. A., Cunha, M. C. L., Farias, S. G. G. & Menezes Jr, J. C. (2007) Crescimento inicial de mudas de turco sob diferentes tipos de recipientes e níveis de luminosidade. Revista Brasileira de Ciências Agrárias, 2(3), 228-232.

Fernandes, S. C., Westerkamp, C. & Santos, J. B. (2005, julho) Quem poliniza os pés de oiticica (Licania rígida, Benth., Chrysobalanaceae)?. Anais da 57ª Reunião Anual da SBPC, Fortaleza, CE, Brasil, 17-22.

Ferreira, W. N., Zandavalli, R. B., Bezerra, A. M. E. & Medeiros Filho, S. (2012) Crescimento inicial de Piptadenia stipulacea (Benth.) Ducke (Mimosaceae) e Anadenanthera colubrina (Vell.) Brenan var. cebil (Griseb.) Altshul (Mimosaceae) sob diferentes níveis de sombreamento. Acta Botanica Brasílica, 6(2), 408-414.

Ferreira, O. G. L., Rossi, F. D., Andrighetto, C. (2008). DDA - Determinador Digital de Áreas: para determinação de área foliar, índice de área foliar e área de olho de lombo. (Versão 2.0.) [Software]. Santo Augusto: IF Farroupilha.

Franck, N. & Vaast, P. (2009) Limitation of coffee leaf photosynthesis by stomatal conductance and light availability under different shade levels. Trees, 23(4), 761–769.

Freitas, G. A. & Vaz-de-Melo A, Pereira, M. A. B. Andrade, C. A. O, Lucena, G. N. & Silva R. R. (2012) Influência do sombreamento na qualidade de mudas de Sclerolobium paniculatum Vogel para recuperação de área degradada. Journal of Biotechnology and Biodiversity, 3(3), 5-12.

Gomes, J. M. & Paiva, H. N. (2011). Viveiros florestais: propagação sexuada (Série didática). Viçosa: UFV.

Gonçalves, J. F. C., Silva, C. E. M., Justino, G. C., Nina Jr, A. R. (2012) Efeito do ambiente de luz no crescimento de plantas jovens de mogno (Swietenia macrophylla King). Scientia Forestalis, 40(95), 337-344.

Gonçalves, J. F. C. & Santos Jr, U. M. (2005) Utilization of the chlorophyll a fluorescence technique as a tool for selecting tolerant species to environments of high irradiance. Brazilian Journal of Plant Physiology, 17(3), 307-313.

Gonçalves, J. F. C., Marenco, R. A. & Vieira, G. (2001) Concentrations of photosynthetic pigments and chlorophyll fluorescence of Swietenia macrophylla King and Dipteryx odorata Aubl. Willd. under two light environments. Brazilian Journal of Plant Physiology, 13(2), 149-157.

Hallik, L., Niinemets, Ü. & Kull, O. (2012) Photosynthetic acclimation to light in woody and herbaceous species: a comparison of leaf structure, pigment content and chlorophyll fluorescence characteristics measured in the field. Journal Plant Biology, 14(1), 88-99.

Hunt, G. A. (1990, Agosto) Effect of stryrblock design and Cooper treatment on morphology of conifer seedlings. In: Rose, R., Campbell., S. J. & Landis., T. D., eds. Proceedings of the Target Seedlings Symposium: Combined Meeting of the Western Forest Nursery Associations, Roseburg, Oregon, USA, 13-17.

Jiang, Y. W., Carrow, R. N. & Duncan, R. R. (2005) Physiological acclimation of seashore paspalum and bermudagrass to low light. Scientia Horticulturae, 105(1), 101–115.

Kerbauy, G. B. (2013) Fisiologia Vegetal. (2 ed.). Rio de Janeiro: Guanabara Koogan.

Kirchner, R., Soares, A. B., Sartor, L. R., Adami, P. F., Migliorini, F. & Fonseca, L. (2010) Desempenho de forrageiras hibernais sob distintos níveis de luminosidade. Revista Brasileira de Zootecnia, 39(11), 2371-2379.

Kitao, M., Lei, T. T., Koike, T., Tobita, H., Maruyama, Y., Matsumoto, Y. & Ang, L. H. (2000) Temperature response and photoinhibition investigated by chlorophyll fluorescence measurements for four distinct species of dipterocarp trees. Physiologia Plantarum, 109(3), 284-290.

Krause, G. H., Winter, K., Matsubara, S., krause, B., Jahns, P., Virgo, A., Aranda, J. & García, M. (2012) Photosynthesis, photoprotection, and growth of shade-tolerant tropical tree seedlings under full sunlight. Photosynthesis Research, 113(1-3), 273-285.

Laisk, A., Eichelmann, H., Oja, V., Rasulov, B., Padu, E., Bichele, I., Pettai, H. & Kull, O. (2005) Adjustment of leaf photosynthesis to shade in a natural canopy: rate parameters. Plant Cell Environment, 28(3), 375-388.

Lenhard, N. R., Paiva Neto, V. B., Scalon, S. P. Q. & Alvarenga, A. A. (2013) Crescimento de mudas de pau-ferro sob diferentes níveis de sombreamento. Pesquisa Agropecuária Tropical, 43(2), 178-186.

Lima, M. A. O., Mielke, M. S., Lavinsky, A. O., França, S., Almeida, A. F. & Gomes, F. P. (2010) Crescimento e plasticidade fenotípica de três espécies arbóreas com uso potencial em sistemas agroflorestais. Scientia Forestalis, 38(87), 527-534.

Linder S. (1974) A proposal for the use of standardized methods for chlorophyll determinations in ecological and eco-physiological investigations. Physiologia Plantarum, 32(2), 154-6.

Liu, P., Yang, Y. S., Xu, G. & Hao, C. (2006) Physiological response of rare endangered seven-son-flower (Heptacodium miconioides) to light stress under habitat fragmentation. Environmental and Experimental Botany, 57(1-2), 32-40.

Matos, F. S., Gamboa, I., Ribeiro, R. P., Mayer, M. L., Neves, T. G., Leonardo, B. R. L. & Souza, A. C. (2011) Influência da intensidade luminosa no desenvolvimento de mudas de Jatropha curcas L. Agrarian, 4(14), 265-272.

Monteiro, D. R., Oliveira, D. G. H., Alencar, Z. E. V. & Farias, S.A. R. (2013, Dezembro) Levantamento pluviométrico do município de Patos-PB nos últimos 16 anos. Anais do I Workshop Internacional Sobre Água no Semiárido Brasileiro, Campina Grande, PB, Brasil, 11-13.

Moraes Neto, S. P., Gonçalves, J. L. M., Takaki, M., Censei, S. & Gonçalves, J. C. (2000) Crescimento de mudas de algumas espécies arbóreas que ocorrem na mata atlântica em função do nível de luminosidade. Revista Árvore, 24(1), 35-45.

Morais, R. R., Gonçalves, J. F.C., Santos Jr, U. M., Dünisch, O. & Santos, A. L.W. (2007) Chloroplastid pigment contents and chlorophyll a fluorescence in Amazonian tropical three species. Revista Árvore, 31(5), 959-966.

Morelli, G. & Ruberti, I. (2000) Shade avoidance responses: driving auxin along lateral routes. Plant Physiology, 122(3), 621-626.

Niinemets, Ü. (2010) A review of light interception in plant stands from leaf to canopy in different plant functional types and in species with varying shade tolerance. Ecological Research, 25(4), 693-714.

Nogueira, R. J. M. C., Silva- Jr, J. F. (2001) Resistência estomática, tensão de água no xilema e teor de clorofila em gravioleira (Annona muricata L.). Scientia Agricola, 58(3), 491-495.

Nogueira, R. J. M. C., Silva-Jr, J. F., Bezerra, J. E. F, Lederman, L. E., Burity, H. A. & Santos, V. F. (2000) Comportamiento estomático y tensión de agua en el xilema de dos genotipos de pitanga (Eugenia uniflora L.) cultivados bajo estrés hídrico. Revista de Investigación Agraria Série Producción y Protección Vegetales, 15(1), 213-225.

Oliveira, A. K. M, Perez, S. C. J. G. A. (2012) Crescimento inicial de Tabebuia aurea sob três intensidades luminosas. Ciência Florestal, 22(2), 263-273.

Pinto, J. R. S., Dombroski, J. L. D., Freitas, R. M. O., Souza, G. O. & Santos Jr, J. H. (2016) Crescimento e índices fisiológicos de Tabebuia aurea, sob sombreamento no semiárido. Floresta, 46(4), 465- 472.

Pompelli, M. F., Pompelli, G. M., Cabrini, E. C., Alves, M.C. J. L. & Ventrella, M. C. (2012) Leaf anatomy, ultrastructure and plasticity of Coffea arabica L. in response to light and nitrogen. Revista Biotemas, 25(4), 13-28, 2012.

Poorter, H., Niklas, J. K., Reich, P. B., Oleksyn, J., Poot, P. & Mommer, L. (2012) Biomass allocation to leaves, stems and roots: meta-analyses of interspecific variation and environmental control. New Phytologist, 193(1), 30-50.

Reis, S. M., Marimom Jr, B. H., Morandi, P. S., Oliveira Santos, C., Oliveira, B. & Marimom, B. S. (2016) Desenvolvimento inicial e qualidade de mudas de Copaifera langsdorffii Desf. sob diferentes níveis de sombreamento. Ciência Florestal, 26(1), 11-20.

Santos, L. W., Coelho, M. F. B. & Azevedo, R. A. B. (2013) Qualidade de mudas de pau-ferro produzidas em diferentes substratos e condições de luz. Pesquisa Florestal Brasileira, 33(74), 151-158.

Siebeneichler, S. C., Freitas, G. A., Silva, R. R., Adorian, G. C. & Capellari, D. (2008) Características morfofisiológicas em plantas de Tabebuia heptaphyilla (Vell.) Tol. em condições de luminosidade. Acta Amazonic, 38(3), 467-472.

Silva Filho, J. P., Silva, R. A. & Silva, M. J. S. (2010) Potencial apícola para Apis melifera L. en área de caatinga em el período de la floración de la oiticica (Licania rígida, Benth). Revista Verde, 5(1), 120-128.

Silva, F.A. Z., Azevedo, C. A. V. (2002) Versão do programa computacional Assistat para o sistema operacional Windows. Revista Brasileira de Produtos Agroindustriais, 4(1), 71-78.

Souza, R. R. & Freire, A. L. O. (2018) Relação entre o sombreamento, o crescimento e a qualidade de mudas de craibeira. Scientia Agraria Paranaensis, 17(2), 220-225.

Souza, C. S. C. R., Santos, V. A. H. F., Ferreira, M. J. & Gonçalves, J. F. C. (2017) Biomassa, crescimento e respostas ecofisiológicas de plantas jovens de Bertholletia excelsa Bonpl. submetidas a diferentes níveis de irradiância. Ciência Florestal, 27(2), 557-569.

Souza, A. S., Abreu, S. C., Silva, C. M., Santos, J. X. & Reis, A. R. S. (2013) Desenvolvimento inicial de plântulas de tamboril [Enterolobium contortisiliquum (Vell.) Morong] em diferentes níveis de intensidade luminosa. Informativo ABRATES, 23(3), 32-36.

Scalon, S. P. Q., Mussury, M. R., Rigoni. M. R. & Scalon Filho, H. (2003) Crescimento inicial de mudas de Bombacopsis glabra (Pasq.) A. Robins sob condição de sombreamento. Revista Árvore, 27(6), 753-758.

Schock, A. A., Ramm, A., Martinazzo, E. G., Silva, D. M. & Bacarin, M. A. (2014) Crescimento e fotossíntese de plantas de pinhão-manso cultivadas em diferentes condições de luminosidade. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, 18(1), 3-9.

Tripathi, S. N. & Raghubanshi, A. S. (2014) Seedling growth of five tropical dry forest tree species in relation to light and nitrogen gradients. Journal of Plant Ecology, 7(3), 250-263.

Trojan, A. & Gabrys, H. (1996) Chloroplast distribution in Arabidopsis thaliana (L.) depends on light conditions during growth. Plant Physiology, 111, 419-425.

Vandenbussche, F., Vriezen, W. H., Smalle, J., Laarhoven, L. J. J., Harren, F. J. M., Van Der Straeten, D. (2003) Ethylene and auxin control the Arabidopsis response to decreased light intensity. Plant Physiology, 133(2), 517-527.

Williams, W. E. & Gorton, H. L., Witiak, S. M. (2003) Chloroplast movements in the field. Plant and Cell Environment, 26(12), 2005-2014.

Walter, S. R. G., Ibrahim, D. G., Horton, P. & Kruger, N. J. (2004) A mutant of Arabidopsis lacking the triose-phosphate/phosphate translocator reveals metabolic regulation of starch breakdown in the light. Plant Physiology, 135, 891-906.

Yang, Y., Han, C., Liu, Q., Lin, B. & Wang, J. (2008) Effect of drought and low light on growth and enzymatic antioxidant system of Picea asperata seedlings. Acta Physiologiae Plantarum, 30, 43

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Published

16/06/2020

How to Cite

SILVA, R. P. de S.; FREIRE, A. L. de O.; BAKKE, I. A.; FERREIRA, C. D.; JUSTINO, S. T. P.; FREITAS, A. de L. Shading and its reflections on growth and gas exchanges of Microdesmia rigida (Benth.) Sothers & Prance. Research, Society and Development, [S. l.], v. 9, n. 7, p. e878974508, 2020. DOI: 10.33448/rsd-v9i7.4508. Disponível em: https://rsdjournal.org/index.php/rsd/article/view/4508. Acesso em: 2 nov. 2024.

Issue

Vol. 9 No. 7

Section

Agrarian and Biological Sciences

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