A produtividade potencial de uma planta é definida por suas características genéticas. Entretanto, para que o potencial produtivo seja atingido, é necessário que as condições ambientais sejam ideais, o que dificilmente ocorre. Assim, a produtividade verificada em campo é a resultante da modulação do potencial genético pela adequação das condições ambientais. Nesse artigo, analisaremos, especificamente, a captura de energia na fotossíntese, para formação de fotossintatos – a base da produtividade.
Energia
As plantas usam a luz como fonte de energia para a fotossíntese. A taxa fotossintética é altamente dependente da quantidade de luz, sendo maior conforme aumenta a radiação fotossinteticamente ativa (PAR, na sigla em inglês), até determinado limite. Os carboidratos produzidos durante a fotossíntese são armazenados e usados pela planta para seu crescimento, desenvolvimento e para a formação de sementes ou estruturas de armazenamento (tubérculos, frutos).
Existem dois conceitos importantes relacionando a incidência de energia e a fotossíntese. O primeiro deles demarca o início do processo de fotossíntese, que pode ocorrer em diferentes níveis de energia luminosa, variável em função da espécie vegetal, sendo denominado de ponto de compensação de luz (LCP, na sigla em inglês). Define-se esse ponto como sendo o momento em que a energia é suficiente para a atividade fotossintética produzir mais oxigênio do que o necessário para a respiração da planta. Da mesma forma, a liberação de dióxido de carbono, por meio da respiração pela planta, deve ser menor do que o dióxido de carbono total usado pela planta para a fotossíntese. Ou seja, no ponto de compensação de luz, a fotossíntese líquida é igual a zero.
O segundo conceito trata do ponto de saturação de luz (LSP, na sigla em inglês). Em teoria, quanto maior a incidência luminosa tanto maior a taxa fotossintética da planta. Realmente, quando aumenta a incidência de energia, logo após o LCP, a relação entre radiação fotossinteticamente ativa e fotossíntese líquida assume uma forma quase linear. Mas, ela se torna curvilinear a partir de determinado ponto, até que ocorre uma estabilização. Ocorre que, conforme a intensidade da luz aumenta, a taxa fotossintética atinge um ponto máximo, que é o LSP. Quando esse ponto é alcançado, a curva da taxa de fotossíntese torna-se invariável e insensível ao acréscimo de incidência de energia.
Qualidade da luz
Porém, não é apenas a intensidade luminosa que determina a taxa fotossintética, a qual depende, também, da qualidade da luz (comprimento de onda). O sol é a grande fonte emissora de energia para fotossíntese, e emite comprimentos de onda entre 280 nm e 2.800 nm (97% da distribuição espectral total). A porção do espectro que nos interessa pode ser dividida em três regiões: ultravioleta (100-380 nm), luz visível (380-780 nm) e infravermelho (700-3.000 nm). A energia mais alta corresponde aos comprimentos de onda menores, assim a faixa do espectro ultravioleta tem maior densidade energética que a região do infravermelho.
A luz visível é dividida em: violeta (380-430 nm), azul (430-500 nm), verde (500-570 nm), amarelo (570-590 nm), laranja (590-630 nm) e vermelho (630- 770 nm). As plantas utilizam a radiação contida entre 400-700 nm para a fotossíntese, razão pela qual essa faixa é conhecida como Radiação Fotossintética Ativa (PAR). A clorofila, pigmento verde das folhas responsável pela absorção do PAR, apresenta dois picos de absorção: a luz azul e a vermelha. As folhas absorvem pouco verde e o refletem de volta, sendo o motivo pelo qual vemos as folhas na cor verde.
Cor da luz
As “cores da luz” (em verdade, comprimentos de onda) têm efeitos diferentes nas plantas:
- Luz ultravioleta: Causa danos ao DNA, reduz a taxa de fotossíntese, a floração e a polinização diminuem e o desenvolvimento da semente é afetado. A faixa de ultravioleta A (315-380 nm) pode causar alongamento das plantas.
- Luz Azul: Corresponde ao pico mais intenso de absorção da radiação pelas plantas, portanto o processo fotossintético é mais eficiente quando há luz azul. Ela é responsável pelo crescimento vegetativo e foliar e é importante para mudas e plantas jovens, pois ajuda a reduzir o estiolamento das plantas.
- Luz Vermelho Próxima: Esse é o outro pico de absorção de luz pelas folhas. O fitocromo (um fotorreceptor) responde positivamente à luz vermelha. É importante na regulação da floração e frutificação. Também ajuda a aumentar o diâmetro do caule e promove a ramificação.
- Luz Vermelho Distante (700-770 nm): Essa luz pode causar alongamento da planta e desencadear a floração em plantas de dia longo.
O alongamento da planta ocorre quando a relação Vermelho:Vermelho Distante é baixa. Em outras palavras, quando as plantas estão mais expostas ao vermelho distante do que ao vermelho. Na natureza, vemos esse fenômeno quando as plantas são sombreadas por plantas vizinhas; as plantas sombreadas recebem uma proporção maior de luz vermelho distante e tendem a crescer mais altas para alcançar mais luz. Isso pode se tornar um problema com culturas em estufas que são sombreadas por cestas suspensas ou são plantadas muito próximas umas das outras.
Em resumo, é necessário que ocorra uma incidência adequada de energia proveniente do sol, para que ocorra o máximo de fotossíntese. Em dias de forte nebulosidade, a taxa fotossintética diminui. Ela também depende da qualidade de luz, que é influenciada pela nebulosidade e pelo sombreamento das plantas.
O autor é engenheiro-agrônomo, pesquisador da Embrapa Soja, membro do Conselho Consultivo Agro Sustentável, do Comitê Estratégico Soja Brasil e da Academia Brasileira de Ciência Agronômica.