Photosynthetic parameters and growth in seedlings of Bertholletia excelsa and Carapa guianensis in response to pre-acclimation to full sunlight and mild water stress / Parâmetros fotossintéticos e crescimento em mudas de bertholletia excelsa e carapa guianensis em resposta a pré-aclimatação a pleno sol e estresse hídrico moderado

Light and water are important factors that may limit the growth and development of higher plants. The aim of this study was to evaluate photosynthetic parameters and growth in seedlings of Bertholletia excelsa and Carapa guianensis in response to pre-acclimation to full sunlight and mild water stress. I used six independent pre-acclimation treatments (0, 90 (11h15-12h45), 180 (10h30-13h30), 360 (09h00-15h00), 540 (07h30-16h30) and 720 min (06h00-18h00)) varying the time of exposure to full sunlight (PFS) during 30 days, followed by whole-day outdoor exposure for 120 days. Before PFS, the plants were kept in a greenhouse at low light levels (0.8 mol m-2 day-1). The PFS of 0 min corresponded to plants constantly kept under greenhouse conditions. From the beginning to the end of the experiment, each PFS treatment was submitted to two water regimes: moderate water stress (MWS, pre-dawn leaf water potential (L) of -500 to -700 kPa) and without water stress (WWS, L of -300 kPa, soil kept at field capacity). Plants under MWS received only a fraction of the amount of water applied to the well-watered ones. At the end of the 120-day-period under outdoor conditions, I evaluated light saturated photosynthesis (Amax), stomatal conductance (g s), transpiration (E) and plant growth. Both Amax and g s were higher for all plants under the PFS treatment. Stem diameter growth rate and Amax were higher for C. guianensis subjected to MWS than in well-watered plants. The contrary was true for B. excelsa. The growth of seedlings was enhanced by exposure to full sunlight for 180 minutes in both species. However, plants of B. excelsa were sensitive to moderate water stress. The higher photosynthetic rates and faster growth of C. guianensis under full sun and moderate water stress make this species a promissory candidate to be tested in reforestation programs.

A luz e a água são importantes fatores que limitam o crescimento e o desenvolvimento das plantas. O objetivo deste estudo foi avaliar os paâmetros fotossintéticos e o crescimento em mudas de Bertholletia excelsa e Carapa guianensis em resposta a pré-aclimatação à luz solar plena e estresse hídrico moderado. Foram usados seis independentes tratamentos de pré-aclimatação a pleno sol (PFS), sendo estes de (0, 90 (11h15-12h45), 180 (10h30-13h30), 360 (09h00-15h00), 540 (07h30-16h30) e 720 min (06h00-18h00)) durante 30 dias seguidos por um período de exposição a pleno sol de 120 dias durante o dia todo. Antes da PFS, as plantas foram mantidas em casa de vegetação a baixos níveis de luz (0,8 mol m-2 dia-1). O PFS de 0 min correspondeu às plantas mantidas constatemente na casa de vegetação. Cada tratamento de PFS foi submetido desde o início até o final do experimento a dois regimes hídricos, denominado de estresse hídrico moderado (MWS, potencial hidrico da folha medido antes do amanhecer (ΨL) de -500 a -700 kPa) e sem estresse hídrico (WWS , ΨL de -300 kPa, solo mantido na capacidade de campo). As plantas do tratamento MWS receberam apenas uma fração do volume de água fornecido para aquelas do tratamento WWS. No final do período de 120 dias foi avaliada a fotossíntese saturada por luz (Amax), a condutância estomática (gs), transpiração (E) e o crescimento. Amax e gs foram maiores em todas as plantas sob o tratamento de PFS. A taxa de crescimento em diâmetro e Amax foram maiores em plantas de C. guianensis submetidas à MWS. O contrário foi observado em B. excelsa. O crescimento das mudas foi maior nas plantas expostas à luz solar em 180 minutos em ambas as espécies. Entretanto, as plantas de B. excelsa foram mais sensíveis ao estresse hídrico moderado. C. guianensis foi à especie que teve melhor desempenho fotossintético e crescimento sob estresse hídrico moderado e luz solar plena...

Photoacclimation in a tropical population of Cladophora glomerata (L.) Kützing 1843 (Chlorophyta) from southeastern Brazil

Photoacclimation of photosynthesis was investigated in a tropical population of C. glomerata (São Paulo State, southeastern Brazil, 20º 48’ 24" S and 49º 22’ 24" W) by chlorophyll fluorescence parameters and chlorophyll a content. Plants were acclimated to two levels of irradiance: low (65 ± 5 µmol.m-2.s-1) and high (300 ± 10 µmol.m-2.s-1) and exposed short-term (4 days) and long-term (28 days) under a light-dark cycle of 12:12 hours. Photosynthesis-irradiance (PI) curves revealed distinct strategies of photoacclimation. In long-term exposure, plants acclimated by altering the photosynthetic units (PSU) number and keeping fixed the PSU size, revealed by increased rates of maximum photosynthesis (Pmax), lower photosynthetic efficiency (alpha) and higher values of the saturation parameter (Ik) under high irradiance. The short-term acclimation strategy consisted of changing the PSU size, with a fixed number of PSUs, as revealed by similar Pmax but higher alpha and lower Ik under low irradiance. Chlorophyll a contents followed the general pattern reported in green algae of higher concentrations under lower irradiance. Dark/light induction curves revealed consistently higher values of potential quantum yield under low irradiance. Initial and final values showed a higher recovery capacity in the short (84.4-90.6 percent) term exposure than in the long-term case (81.4-81.5 percent). ETR (electron transport rate) and NPQ (non-photochemical quenching) values were consistently higher under low irradiance. ETR showed a continuous and steady increase along the light exposure period in the short and long-term experiments, whereas NPQ values revealed a rapid increase after 15 seconds of light exposure, kept a slightly increasing trend and stabilized in most treatments. Lower photosynthetic performance (ETR) and recovery capacity of potential quantum yield were observed, particularly in long-term exposure, suggesting that this population...

A fotoaclimatação da fotossíntese foi investigada numa população tropical de Cladophora glomerata (Estado de São Paulo, sudeste do Brasil, 20º 48’ 24" S e 49º 22’ 24" W) através de parâmetros de fluorescência da clorofila e conteúdo de clorofila a. As plantas foram aclimatadas a dois níveis de irradiância: baixa (65 ± 5 µmol.m-2.s-1) e alta (300 ± 10 :mol.m-2.s-1) e expostas a curto período (4 dias) e longo período (28 dias) em fotoperíodo de 12 horas. Curvas de fotossíntese-irradiância (FI) revelaram estratégias distintas de fotoaclimatação. Plantas expostas a longo período aclimataram pela alteração do número de unidades fotossintéticas (UF) e mantiveram fixo o tamanho das UF. Estas características foram reveladas por menores taxas de fotossíntese máxima (Fmax), menor eficiência fotossintética (alfa) e valores mais altos do parâmetro de saturação (Ik) em alta irradiância. A estratégia de aclimatação em curto período consistiu em mudança no tamanho das UF, com número fixo de UF, conforme revelado por taxas semelhantes de fotossíntese máxima (Fmax), maiores valores de alfa e menores de Ik em baixa irradiância. Os conteúdos de clorofila a seguiram o padrão geral reportado para algas verdes de maiores concentrações em baixa irradiância. Curvas de indução escuro/luz revelaram valores consistentemente mais elevados de rendimento quântico potencial em baixa irradiância. Valores iniciais e finais mostraram capacidade de recuperação mais elevada em curto período (84,4-90,6 por cento) do que em longo período (81,4-81,5 por cento). Os valores da taxa de transporte de elétrons (ETR) e extinção não-fotoquímica (NPQ) foram consistentemente mais elevados em baixa irradiância. Os valores de ETR tiveram aumento contínuo e estável ao longo do período de exposição luminosa em curto e longo períodos, enquanto que os de NPQ revelaram aumento rápido após 15 seconds de exposição à luz, mantiveram leve tendência de aumento e então estabilizaram...