RESUMO A resposta das características foliares à irradiância e concentração de CO2 em folhas de dossel de várias espécies arbóreas de alto porte ainda permanece para ser determinada em condições naturais. Assim, o objetivo deste trabalho foi determinar parâmetros de troca gasosa em folhas de sol e sombra de Dinizia excelsa Ducke, em árvores de 35-45 m de altura, na Amazônia Central. Foram avaliados fotossíntese saturada de luz (Amax), condutância estomática (gs), condutância do mesofilo (gm), taxa de transpiração (E), eficiência de uso de água (WUE), eficiência intrínseca de uso de água (WUEi), taxa máxima de transporte de elétrons (Jmax), taxa máxima de carboxilação da Rubisco (Vcmax), concentração de CO2 intercelular (Ci), área foliar específica (SLA) e a espessura da folha fresca. Também foi estimada a concentração de CO2 no nível de cloroplasto (Cc) e determinada à fotossíntese saturada de luz e CO2 (Apot). O Amax foi obtido com saturação de luz (1200 µmol m-2 s-1), enquanto que Apot, Vcmax, Jmax e gm foram obtidos após a construção de uma curva de resposta A/Ci. Houve diferença significativa entre as folhas de sol e sombra em Ci e Cc, mas nenhuma diferença foi observada para outros parâmetros avaliados. Amax foi positivamente correlacionado com gs, gm e E, e também houve uma correlação significativa entre gs e gm (p ≤ 0,05), bem como entre Jmax e Vcmax. As folhas mais espessas apresentaram maiores valores de Amax, gs, Ci, Cc e E. Apot foi limitado pela taxa de transporte de elétrons e pelo baixo gm. A folhagem da copa da árvore causou diminuição da luminosidade (30-40%), mas essa redução mostrou-se insuficiente para reduzir parâmetros importantes da fotossíntese. Dessa forma, todo recurso alocado a produção de folhas levou a um máximo aproveitamento da energia solar recebida pelas folhas, possibilitando que esta espécie tenha um crescimento moderadamente rápido.

ABSTRACT The response of leaf traits to irradiance and [CO2] in canopy leaves of several tall trees remains to be determined under natural conditions. Thus, the objective of this work was to determine gas-exchange parameters in sun and shade leaves of Dinizia excelsa Ducke in 35-45 m tall trees of Central Amazonia. We assessed light saturated photosynthesis (Amax), stomatal conductance (gs), mesophyll conductance (gm), transpiration rates (E), water use efficiency (WUE), intrinsic water use efficiency (WUEi), maximum electron transport rate (Jmax), the maximum carboxylation rate of Rubisco (Vcmax), intercellular CO2 concentration (Ci)specific leaf area (SLA) and fresh leaf thickness. We also estimated the CO2 concentration at the chloroplast level (Cc) and determined the light and CO2 saturated photosynthesis (Apot). Amax was obtained at light saturation (1200 µmol m-2 s-1), whereas Apot, Vcmax, Jmax and gm were obtained after constructing A/Ci response curves. There was a significant difference between sun and shade leaves in Ci and Cc, but for other parameters no differences were observed. Amax was positively correlated with gs, gm and E, and there was also a significant correlation between gs and gm (p ≤ 0.05), as well as between Jmax and Vcmax. Thicker leaves had higher values of Amax, gs, Ci, Cc and E. Apot was limited by the electron transport rate and by low gm. The canopy of the tree caused a decrease in irradiance (30-40%), but this reduction was not enough to reduce important photosynthetic parameters. Thus, all resources allocated to leaf production led to maximum use of the solar energy received by the leaves, which allowed this species to grow at fairly rapid rates.

RESUMO A disponibilidade de luz é um dos fatores que mais limita a fotossíntese de árvores juvenis no sub-bosque da floresta. Os objetivos deste estudo foram determinar como os parâmetros fotossintéticos (velocidade máxima de carboxilação da Rubisco - Vc-max e as taxas máximas de transporte de elétrons - Jmax) respondem à irradiância, temperatura e horário do dia no interior da floresta. Os dados foram coletados nos meses de setembro a novembro de 2010, entre 08h00 e 16h00, em condições ambientais de temperatura (27 ± 20C) e umidade relativa do ar (70 ± 3%). Fotossíntese saturada por CO2 (Apot) foi mensurada em luz saturante e [CO2] de 2000 μmol mol-1. Os dados foram submetidos à análise de variância, o teste de Tukey foi utilizado para separação de médias. Vc-max e Jmax correlacionaram com a ffotossíntese em [CO2] de 380 μmol mol-1 (A380) e Apot. O aumento de Ci causou o aumento da fotossíntese, até o ponto da limitação da fotossíntese por Jmax. Abaixo do ponto de colimitação (300 a 569 μmol mol-1), as taxas fotossintéticas foram limitadas por Vc-max. Aumentos da irradiância e temperatura no sub-bosque aumentaram os valores de A380, Apot, Vc-max e Jmax. Entretanto, não houve efeito significativo (p > 0,05) do horário do dia em Vc-max e Jmax. Ausência de efeito do horário do dia é importante para a folha poder utilizar com alta eficiência os feixes de luz direta que ocasionalmente atingem o sub-bosque da floresta.

ABSTRACT Light availability is one of the main factors that limits photosynthetic rates in saplings in the forest understory. The aims of this study were to determine how photosynthetic parameters (maximum carboxylation velocity of Rubisco - Vc-max and maximum rate of electron transport - Jmax) respond to irradiance, temperature and diurnal variations in the physical environment. Gas exchange data were collected between 08h00 and 16h00, and from September to November (2010) under ambient conditions, temperature of 27± 20C and relative humidity of 70 ± 3%. CO2 saturated photosynthesis (Apot) was measured under light saturation and [CO2] of 2000 μmol mol-1. Data were subjected to analysis of variance and then the Tukey test was used for mean separations. Vc-max and Jmax correlated with photosynthetic rates at [CO2] of 380 μmol mol-1 (A380) and Apot. The increase in intercellular CO2 concentration (Ci) led to increase in photosynthetic rates, up to the point of photosynthesis limitation by the electron transport rate. Below the collimation point (300-569 μmol mol-1) photosynthetic rates were limited by Vc-max. Increases in irradiance and temperature in the forest understory led to increasing the values of A380, Apot, Vc-max and Jmax. However, the effect of time of day on Vc-max and Jmax was not significant (p > 0.05). Absence of an effect of time of day on Vc-max and Jmax is important for the leaf to efficiently use the sun flecks that occasionally puncture the forest floor.

Resumo:A avaliação da velocidade e intensidade de germinação de lotes de sementes têm providenciado oportunidades sem precedentes para a comunidade científica. Pesquisadores requerem tais informações para rapidamente determinar a velocidade de emergência da plântula. Entretanto, uma quantidade extensa de dados é analisada para se alcançar este propósito. Neste artigo, introduzimos um software desenhado para facilitar o entendimento dos processos de germinação e a análise dos dados. O GerminaQuant 1.0 foi escrito em linguagem de programação C++ e apresenta uma interface amigável. A precisão do software foi testada a partir de cinquenta diferentes matrizes, cujos valores de saída foram comparados com outras planilhas de cálculo disponíveis na web. Com a análise dos dados foi mostrado que o GerminaQuant é capaz de gerar cálculos matemáticos com extrema precisão, além de apresentar uma performance amigável, com ampla facilidade de uso em qualquer computador. Ademais, o novo software foi testado para oitenta usuários, os quais compararam a sua funcionalidade design e precisão. Em todas as variáveis, o GerminaQuant foi avaliado como sendo superior quando comparado às demais planilhas disponíveis na web. O GerminaQuant (disponível para Windows(r), Macintosh(r) e Linux(r)) está disponível gratuitamente para download por toda a comunidade científica, através do endereço http://www.ufpe.br/lev.

Abstract:The seed technologies related with germination and seed research has provided unprecedented opportunities for the biologic research community. Researchers require such information to rapidly determine the speed of seedling emergence. However, an immense amount of data must be analyzed to achieve this goal. In this paper, we introduce a computer software designed for broad use to facilitate the understanding of germination processes and their analysis. GerminaQuant 1.0 was written in the C++ programming language and presents a user-friendly interface. The accuracy of the software was tested using fifty different matrices, whose output values were compared with other spreadsheets available on the web. With data analysis, we showed that the GerminaQuant is capable of generating mathematical calculations with extreme accuracy, besides have a good performance and wide ease of use in any kind of computer. In addition, the new software has been tested by at least eighty users, which compared functionality, designer and accuracy of the output data. In all variables, the GerminaQuant was evaluated as superior compared to other spreadsheets available on the web. The full GerminaQuant package (for Windows(r), Macintosh(r) and Linux(r)) is freely available to the scientific community and can be easily downloaded from the website (http://www.ufpe.br/lev).

Na Floresta Amazônica, a fotossíntese e o crescimento das árvores podem ser limitados pela disponibilidade de nutrientes. O objetivo deste trabalho foi determinar o efeito do conteúdo de nitrogênio (N) e fósforo (P) foliar na fotossíntese e a eficiência do uso destes nutrientes nas taxas fotossintéticas, bem como avaliar o efeito da luminosidade no crescimento em 10 espécies florestais da Amazônia Central. Os dados foram coletados em janeiro de 2008. A capacidade fotossintética (Apot) foi positivamente relacionada com o conteúdo de N e P, mas a capacidade fotossintética da folha foi responsiva apenas quanto à eficiência no uso do P. Os conteúdos de N e P aumentaram com a irradiância do sub-bosque. Observou-se relação positiva entre o conteúdo de N e a relação N/P, mas a razão N/P não teve efeito na eficiência do uso do P. A área foliar específica Correlacionou negativamente com N e P, e a eficiência no uso do N diminuiu com o aumento da razão N/P, que não teve efeito na eficiência do uso do P. O crescimento em diâmetro aumentou com a luminosidade do sub-bosque. Conclui-se que as arvoretas têm alta sensibilidade às variações no ambiente luminoso e o P é utilizado de forma altamente eficiente nas espécies estudadas.

In the Amazon Rainforest, photosynthesis and tree growth may be limited by the availability of nutrient. Thus, the objectives of this study were to determine the effect of leaf N and P content on photosynthesis, and to assess plant growth in response to understory light in ten tree species in Central Amazonia. Data were collected in January 2008. The photosynthetic capacity (Apot) of leaves positively increased with foliar N and P content, but it was only responsive to P use efficiency. The contents of N and P increased as understory irradiance increased. In addition, we found a positive relationship between N content and the N/P ratio. On the contrary, the relationship between P content and the N/P ratio was negative. Specific leaf area was negatively correlated with N and P. N use efficiency declined with increases with the N/P ratio, but the N/P ratio had no significant effect on P use efficiency. Growth in diameter increased with understory light. In conclusion, saplings were highly sensitive to variations in light intensity, and P was used with high efficiency in studied species.

O objetivo deste trabalho foi determinar as mudanças fisiológicas que ocorrem em acariquara (Minquartia guianensis) durante o processo de aclimatação à alta irradiância, bem como a estratégia de aclimatação dessa espécie. Plantas mantidas em baixa irradiância foram transferidas para alta irradiância por 290 dias. Durante esse período, foi medida a relação entre fluorescência variável e máxima (Fv/Fm), em folhas desenvolvidas à sombra e, após a senescência prematura por foto-oxidação, em folhas aclimatadas ao sol. Ao final do experimento, foram determinadas as características fotossintéticas e anatômicas da folha. A exposição à alta irradiância causou, logo após a transferência, forte fotoinibição e foto-oxidação parcial da folhagem, mas não provocou a morte da planta. Folhas produzidas no ambiente ensolarado apresentaram valores de Fv/Fm similares aos do controle. A fotossíntese saturada por luz e a fotossíntese saturada por CO2 foram 90 e 50% maiores em plantas aclimatadas à alta irradiância. A velocidade máxima de carboxilação da rubisco e a taxa máxima de regeneração da ribulose bisfosfato seguiram a mesma tendência. Folhas produzidas ao sol apresentaram maior densidade estomática e maior espessura foliar. A produção de folhas novas é a principal estratégia de aclimatação da acariquara à alta irradiância.

The aim of this work was to determine the physiological changes that occur in manwood (Minquartia guianensis) during the acclimation process to high irradiance, and also to determine the acclimation strategy of this species. Plants kept in low light were transferred to high irradiance for 290 days. During this period the ratio between variable fluorescence and maximum fluorescence (Fv/Fm) was measured in leaves developed in the shade, and after premature senescence due to photooxidation, in sun-acclimated leaves. At the end of the experimental period the anatomic and photosynthetic characteristics of leaves were determined. Exposure to high irradiance caused, just after transferring, strong photoinhibition and partial photooxidation, but did not cause plant death. Leaves produced in sunny environment showed Fv/Fm similar to that of control plants. Light-saturated photosynthesis and CO2 saturated-photosynthesis were 90 and 50% higher in plants acclimated to high irradiance. The maximum carboxylation velocity of rubisco and the maximum rate of ribulose bisphosphate regeneration followed the same trend. Leaves produced under sunlight had higher stomatal density and increased leaf thickness. The production of new leaves is the main acclimation strategy to high irradiance in manwood.