UNIVERSIDADE DO ESTADO DA BAHIA (UNEB)

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UNIVERSIDADE DO ESTADO DA BAHIA (UNEB) Pró-reitoria de Pesquisa e Ensino de Pós-graduação (PPG)

Departamento de Tecnologia e Ciências Sociais (DTCS)

Programa de Pós-Graduação em Horticultura Irrigada – Mestrado (PPHI)

LAISE GUERRA BARBOSA

PRODUÇÃO DE MUDAS E DESENVOLVIMENTO DE PLANTAS DE MELANCIA CV. CRIMSON SWEET SOB AUMENTO DE TEMPERATURA E

CO2

JUAZEIRO - BA 2014

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ii UNIVERSIDADE DO ESTADO DA BAHIA (UNEB)

Pró-reitoria de Pesquisa e Ensino de Pós-graduação (PPG) Departamento de Tecnologia e Ciências Sociais (DTCS)

Programa de Pós-Graduação em Horticultura Irrigada – Mestrado (PPHI)

LAISE GUERRA BARBOSA

CO2

Dissertação apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Horticultura Irrigada da Universidade do Estado da Bahia (PPHI/UNEB/DTCS), como parte do requisito para a obtenção do título de Mestre em Agronomia. Área de Concentração: Horticultura Irrigada.

Orientadora: Bárbara França Dantas Co-orientadora: Francislene Angelotti

JUAZEIRO - BA 2014

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iii LAISE GUERRA BARBOSA

CO2

Dissertação apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Horticultura Irrigada da Universidade do Estado da Bahia (PPHI/UNEB/DTCS), como requisito para a obtenção do título de Mestre em Agronomia. Área de Concentração: Horticultura Irrigada.

Aprovada em: _____/____/ 2014

Comissão Examinadora

__________________________________________ Drª. BÁRBARA FRANÇA DANTAS

Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (Embrapa Semiárido)

___________________________________________ Drª. FRANCISLENE ANGELOTTI

Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (Embrapa Semiárido)

__________________________________________ Drª. RENATA CONDURU RIBEIRO

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iv “Concedei-nos Senhor a serenidade necessária para aceitar as coisas que não podemos modificar coragem para modificar aquelas que podemos e sabedoria para distinguir umas das outras.”

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v AGRADECIMENTOS

Agradeço a Deus pelas oportunidades concedidas, por guiar sempre meus passos permitindo mais essa conquista;

Agradeço aos meus pais, Aldi Guerra e Alberto Nery Barbosa, pelo apoio, confiança e incentivo. Principalmente a minha mãe que sempre foi referência de coragem, força e superação;

A meus irmãos Vinícius, Oafaela, Giselle e Heurisson pela paciência e amizade;

A todos os meus familiares pelo amor e apoio;

Agradeço à Drª Bárbara França Dantas, pela orientação, confiança, paciência, ensinamentos e compreensão.

À Drª Francislene Angelotti, pela confiança, paciência, gentileza e parceria neste trabalho.

A todos os professores do Programa de Pós-graduação em Horticultura Irrigada da UNEB – Juazeiro.

Aos estagiários, bolsistas e funcionários do Laboratório de Sementes Magali, Rosângela, Janete, Gilmara, José Eduardo, Manuel Lins (Zizinho) e Alberto. Aos integrantes do Laboratório de Mudanças Climáticas da Embrapa Semiárido, em especial a Assis (Galego), Gisele Pinheiro, Juliane Alves e Carmem Valdenia, pela amizade, respeito, carinho.

Aos pesquisadores, Carlos Aragão, Renata Conduru, Carlos Antônio, Agnaldo, Saulo Aidar e Beatriz Parranhos pelas contribuições para o desenvolvimento deste trabalho.

A todos os colegas do mestrado por todos os momentos que passamos juntos, em especial Marisa, Ana Paula, Carla, Carliane, Regiane, Paula, Jaime e Keylan.

Aos meus amigos, presentes de Deus em minha vida, Roberta Crateú, Márcia Coelho, Januszzbro, Ellen Carvalho, Rosineide Parente e Ana Garcez.

À Universidade do Estado da Bahia (UNEB), especialmente ao Departamento de Tecnologia e Ciências Sociais (DTCS), pela possibilidade de realização da graduação em Engenharia Agronômica e do Mestrado.

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vi À Coordenadoria de Aperfeiçoamento de Pessoal do Ensino Superior (CAPES), pela concessão de bolsa.

À Embrapa Semiárido, pela concessão da utilização do Laboratório de Sementes e de Mudanças Climáticas.

E todos aqueles que de alguma forma contribuíram para a realização deste trabalho.

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7 SUMÁRIO

Página

LISTA DE FIGURAS E TABELAS...8

RESUMO ...10

ABSTRACT...11

1. INTRODUÇÃO ...12

2. REVISÃO DE LITERATURA ...15

2.1. ASPECTOS GERAIS DA CULTURA DA MELANCIA ...15

2.2. PRODUÇÃO DE MUDAS ...16

2.3. MUDANÇAS CLIMÁTICAS ...19

2.3.1. EFEITO DO AUMENTO DA CONCENTRAÇÃO DE CO2 ATMOSFÉRICO NAS PLANTAS ...20

2.3.2. EFEITO DO AUMENTO DA TEMPERATURA DO AR EM PLANTAS...22 3. MATERIAL E MÉTODOS...25 4. RESULTADOS...30 5. DISCUSSÃO...41 6. CONCLUSÕES...50 7. CONSIDERAÇÕES FINAIS...51 8. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS...52

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8 LISTA DE TABELAS E FIGURAS

Tabela 1. Análise química do solo... 28 Tabela 2. Emergência (%), tempo médio de emergência (TME), velocidade média de emergência (VME) e índice de velocidade de emergência (IVE) de sementes de melancia em estufas de topo aberto modificada com CO2 (Estufa+CO2), estufa sem injeção de CO2 (Estufa sem CO2) e sem estufa (Testemunha). Petrolina - PE, 2014...34 Tabela 3. Comprimento da parte aérea (CPA), comprimento da raiz (CR) e área foliar (AF) de melancia cultivada em estufas de topo aberto modificada com CO2 (Estufa+CO2), estufa sem injeção de CO2 (Estufa sem CO2) e sem estufa (Testemunha) Petrolina - PE, 2014...34 Tabela 4. Massa fresca da parte aérea (MFPA), massa fresca da raiz (MFSR), massa seca da parte aérea (MSPA) e massa seca da raiz (MSR) de sementes de melancia em estufas de topo aberto modificada com CO2 (Estufa+CO2), estufa sem injeção de CO2 (Estufa sem CO2) e sem estufa (Testemunha). Petrolina - PE, 2014...35 Figura1. Medidas das concentrações atmosféricas de dióxido de carbono (CO2) de Mauna Loa (19 ° 32'N, 155 ° 34'W - vermelho) e Pólo Sul (89 ° 59'S, 24 ° 48'W - preto), desde 1958 (IPCC, 2013)...20 Figura 2. Estufa de Topo aberto na Embrapa Semiárido com plantas de melancia...27 Figura 3. Dados climáticos: temperatura (°C) máxima (Tmáx), média (Tméd), mínima (Tmín) e umidade relativa (UR) (%), durante condução do experimento, Petrolina – PE...27 Figura 4. Produção de mudas de melancia Crimson Sweet, A) Plantio das sementes; B) Bandejas com sementes de melancia em estufa de topo aberto coberta com sombrite; C) Sementes emergidas: visualização do hipocótilo....28 Figura 5. Transplantio de mudas de melancia Crimson Sweet com 14 dias após a semeadura...29 Figura 6. Porcentagem de emergência (A), Tempo médio de emergência (B) de mudas de melancia cv. Crimson Sweet, submetidas a diferentes temperaturas e concentrações de CO2. Petrolina/PE, 2014...31 Figura 7. Índice de velocidade de emergência (A), Velocidade média de emergência (B) de mudas de melancia cv. Crimson Sweet, submetidas a diferentes temperaturas e concentrações de CO2. Petrolina/PE, 2014...31 Figura 8. Comprimento da parte aérea (A) e da raiz (B) de mudas de melancia cv. Crimson Sweet, submetidas a diferentes temperaturas e concentrações de CO2. Petrolina/PE, 2014...32

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9 Figura 9. Massa fresca da parte aérea (A) e da raiz (B) de mudas de melancia cv. Crimson Sweet, submetidas a diferentes temperaturas e concentrações de CO2. Petrolina/PE, 2014...33 Figura 10. Massa seca da parte aérea (A) e da raiz (B) de mudas de melancia cv. Crimson Sweet, submetidas a diferentes temperaturas e concentrações de CO2. Petrolina/PE, 2014...33 Figura 11. Diâmetro do colo da planta (A) e comprimento do ramo (B) de plantas de melancia da cultivar Crimson Sweet, em estufas de topo aberto modificada com injeção de CO2 (Estufa+CO2), estufa sem injeção de CO2 (Estufa sem CO2)e sem estufa (Testemunha). Petrolina -PE, 2014...36 Figura 12. Número de folhas (A) e Área foliar (B) de plantas de melancia da cultivar Crimson Sweet, em estufas de topo aberto modificada com injeção de CO2 (Estufa+CO2), estufa sem injeção de CO2 (Estufa sem CO2)e sem estufa (Testemunha). Petrolina -PE, 2014...37 Figura 13. Massa fresca da folha (A) e massa seca da folha (B) de plantas de melancia da cultivar Crimson Sweet, em estufas de topo aberto modificada com injeção de CO2 (Estufa+CO2), estufa sem injeção de CO2 (Estufa sem CO2)e sem estufa (Testemunha). Petrolina -PE, 2014...37 Figura 14. Massa fresca do ramo (A) massa seca do ramo (B) de plantas de melancia da cultivar Crimson Sweet, em estufas de topo aberto modificada com injeção de CO2 (Estufa+CO2), estufa sem injeção de CO2 (Estufa sem CO2)e sem estufa (Testemunha). Petrolina -PE, 2014...38 Figura 15. Taxa de crescimento absoluto (TCA) e Taxa de crescimento relativo (TCR) de plantas de melancia da cultivar Crimson Sweet, em estufas de topo aberto modificada com injeção de CO2 (Estufa+CO2), estufa sem injeção de CO2 (Estufa sem CO2)e sem estufa (Testemunha). Petrolina -PE, 2014...39 Figura 16. Taxa de assimilação líquida (TAL) e Razão da área foliar (RAF) de plantas de melancia da cultivar Crimson Sweet, em estufas de topo aberto modificada com injeção de CO2 (Estufa+CO2), estufa sem injeção de CO2 (Estufa sem CO2)e sem estufa (Testemunha). Petrolina -PE, 2014...40 Figura 17. Área foliar específica (AFE) e Razão de peso de folha (RPF) de plantas de melancia da cultivar Crimson Sweet, em estufas de topo aberto modificada com injeção de CO2 (Estufa+CO2), estufa sem injeção de CO2 (Estufa sem CO2)e sem estufa (Testemunha). Petrolina -PE, 2014...41

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10 RESUMO

O aumento da concentração de CO2 atmosférico pode afetar o desenvolvimento e produtividade das plantas, principalmente por aumentar a temperatura média da Terra. Objetivou-se com este trabalho avaliar a resposta de plantas de melancia da cultivar Crimson Sweet a diferentes temperaturas e concentração de CO2. O trabalho foi dividido em dois experimentos, experimento I: foi realizado em câmaras de crescimento, avaliou-se a interação entre diferentes temperaturas (25, 28, 31, 34 e 37°C) e duas concentrações de CO2 (390 e 770 ppm) na emergência e desenvolvimento inicial de mudas de melancia. Experimento II: foi desenvolvido em estufas de topo aberto modificadas com injeção de CO2 até atingir a concentração de 550 ppm, estufa sem injeção de CO2 e sem estufa (testemunha). Avaliou-se a emergência e o crescimento de plantas de melancia. Observou-se que a emergência de sementes não foi influenciada pelo aumento da concentração de CO2, independente do aumento de temperatura. O aumento da concentração de CO2 favoreceu o desenvolvimento da parte aérea de mudas nos dois experimentos. Apesar de haver incremento durante o desenvolvimento de plantas de melancia, ao final do experimento não foi verificado diferença significativa entre os tratamentos para as variáveis analisadas. As plantas de melancia cultivar Crimson Sweet apresentaram respostas positivas ao aumento da concentração de CO2, sobretudo, na fase de desenvolvimento inicial de mudas.

Palavras – Chave: Citrullus lanatus, mudanças climáticas, dióxido de carbono, desenvolvimento vegetal, estufa de topo aberto modificada, câmara de crescimento.

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11 ABSTRACT

The increase in atmospheric CO2 concentration can affect the development and yield of plants, especially by increasing the average temperature of the Earth. The objective of this study was to evaluate the cultivation of watermelon plants Crimson Sweet response to different temperatures and CO2 concentration. The work was divided into two experiments, experiment I: was conducted in growth chambers, evaluated the interaction between different temperatures (25, 28, 31, 34 and 37 ° C) and two CO2 concentrations (390 and 770 ppm) the emergence and early development of watermelon seedlings. Experiment II: was developed in open-top greenhouses modified with CO2 injection until the concentration of 550 ppm, greenhouse without CO2 injection and non-greenhouse (control). We evaluated the emergence and growth of watermelon plants. It was observed that the emergence of the seeds was not influenced by increasing the CO2 concentration, independent of temperature rise. Increased CO2 concentration favored the development of shoots of seedlings in both experiments. Although there are increased during development of watermelon plants at the end of the experiment was not verified significant difference between treatments for the analyzed variables. The watermelon cultivar Crimson Sweet presented positive responses to increased CO2 concentration, especially in the initial development stage of seedlings.

Key words: Citrullus lanatus, climate change, carbon dioxide, plant development, top greenhouse open modified, growth chamber.

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12 1. INTRODUÇÃO

A melancia (Citrullus lanatus (Thunb.) Mansf.) pertence à família Cucurbitaceae, tem como centro de origem a África. Em 2012 a produção brasileira desta hortaliça foi de 1.870.400 toneladas produzidas em uma área de 90.400 ha, conferindo ao Brasil a quarta colocação entre os países produtores da cultura (AGRIANUAL, 2013). A região Nordeste foi responsável por aproximadamente 30% desta produção (IBGE, 2013). Além da importância econômica a melancia possui grande importância social, pois seu cultivo é realizado principalmente por pequenos produtores e praticamente em todo o país (LIMA NETO et al., 2010).

O clima é um dos fatores que mais interferem na atividade agrícola, assim, as mudanças climáticas podem afetar significativamente os rendimentos e as áreas onde espécies comercialmente importantes podem ser cultivadas.

As mudanças climáticas são decorrentes do aumento da concentração de gases do efeito estufa (GEE) na atmosfera, de origem natural e antropogênica. Dentre os GEE, o dióxido de carbono (CO2) tem se destacado devido ao volume de suas emissões. Nos últimos 800 mil anos o CO2 atmosférico aumentou para níveis sem precedentes, estando atualmente em 391 ppm, correspondendo a um aumento de 40% desde os tempos pré-industriais (IPCC, 2013). Existem projeções de que a concentração do CO2 atmosférico duplicará até o final desse século (STRECK, 2005).

Nessas condições, acredita-se que plantas com metabolismo C3, como a melancia, serão beneficiadas, podendo aumentar em cerca de 30% o seu rendimento(STRECK, 2005). De acordo com Leakey et al. ( 2009), o aumento da concentração de CO2 proporcionará incremento da assimilação de CO2e da

produção de biomassa; aumento da eficiência de uso de nitrogênio, porque menos Rubisco será necessária, consequentemente haverá menor produção dessa enzima; menor condutância estomática, com maior eficiência de uso de água por planta e por área cultivada.

No entanto, o aumento da concentração de CO2 possui relação direta com o aumento da temperatura. O dobro da concentração de CO2 resultará num aumento de temperatura médio global entre 1,5ºC e 4,5ºC (IPCC, 2013).

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13 Esse aumento pode ser ainda maior em algumas regiões do planeta. Nos últimos 40 anos, os termômetros registraram um aumento de mais de 3°C em cidades como Vitória de Santo Antão - PE, enquanto o resto do planeta esquentou em torno de 0,4 °C (MARENGO et al., 2011). Para o semiárido brasileiro, o aumento previsto da temperatura varia entre 1,5°C e 5°C (MARENGO, 2006).

As consequências do aumento da temperatura na agricultura são complexas, pois, a temperatura afeta todas as reações bioquímicas da planta (TAIZ & ZEIGER, 2013). A germinação, por exemplo, possui uma faixa de temperatura com pontos máximo e mínimo acima e abaixo dos quais não ocorre a germinação (CARVALHO & NAKAGWA, 2012). A fotossíntese também é influenciada, na maioria das plantas (plantas C3) é maior até temperatura de 28ºC, a partir da qual apresenta uma queda linear (TAIZ & ZEIGER, 2013).

As respostas fisiológicas das plantas às diferentes condições ambientais são muito variáveis, em função do genótipo, ambiente e sua interação fenotípica (PIMENTEL, 2004). Assim vários trabalhos vêm sendo desenvolvido a fim de avaliar o efeito do aumento da concentração de CO2 sob as plantas utilizando-se diferentes métodos de avaliação, como câmaras de crescimento controlado, estufas de topo aberto e sistema de Free Air Carbon Dioxide Enrichment -FACE (GOMES et al., 2005; LONG et al., 2006; AINSWORTH & ROGERS, 2007; LLOYD & FARQUHAR, 2008; SOUZA et al., 2008; LEAKEY et al., 2009; WALTER et al., 2010).

A maioria dos resultados usados para as previsões atuais, apresentadas nas reuniões do IPCC, foi obtida em ambiente controlado, alguns autores recomendam prudência ao extrapolar os resultados para campo. No entanto, as câmaras de crescimento com o topo aberto (“open top growth chambre - OTCs”) permitem a avaliação do efeito do aumento da concentração de CO2 atmosférico sobre as plantas em todos os estádios de desenvolvimento em ambiente mais próximo do natural, possibilitando a interação entre solo, planta, atmosfera.

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14 Considerando a importância socioeconômica do cultivo de melancia na região, ressalta-se a relevância do desenvolvimento de estudos referentes a resposta desta cultura às mudanças climáticas. Dessa forma, objetivou-se neste trabalho avaliar a resposta de plantas de melancia da cultivar Crimson Sweet em diferentes temperaturas e concentração de CO2.

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15 2. REVISÃO DE LITERATURA

2.1 . ASPECTOS GERAIS DA CULTURA DA MELANCIA

Originária da África a melancia (Citrullus lanatus (Thunb.) Mansf.) é uma olerícola pertencente à família Cucurbitaceae, de grande importância econômica no Brasil e no mundo (Lima Neto et al., 2010). Foi introduzida no Brasil durante o século XVII, onde por vários anos, o cultivo foi realizado sem nenhum controle de variedades (ARAÚJO, 1989; VILELA et al., 2006).

A melancia é uma planta anual, herbácea, de hábito de crescimento rasteiro, com ramificações pubescentes. O caule é constituído de ramos primários e secundários. As folhas têm disposição alternada e, geralmente, apresentam limbo com contorno triangular, recortado em três ou quatro pares de lóbulos, de 15-20 cm de comprimento e de margens arredondadas. O sistema radicular é pivotante, concentrando-se até 30 cm abaixo da superfície do solo. É uma espécie monóica, sendo as abelhas os principais polinizadores. O fruto varia quanto ao formato, tamanho, cor e espessura da casca; cor da polpa e cor e tamanho de sementes. A polpa é formada de tecido placental, que é a principal parte comestível do fruto. Este tecido tem a coloração vermelha por causa da presença de licopeno ou amarelada em consequência da presença de carotenos e xantofilas (DIAS & REZENDE, 2010).

No Brasil, a cultura da melancia encontrou excelentes condições para o seu desenvolvimento. Em 2012, o Brasil ocupou a quarta colocação entre os países produtores de melancia, com 1.870.400 toneladas produzidas em uma área de 90.400 ha, no entanto, a exportação de frutas in natura foi de apenas 6.506 toneladas (AGRIANUAL, 2013).

A melancia é cultivada praticamente em todo o País, em especial na região Nordeste (ANDRADE JÚNIOR et al., 2006), onde são produzidas e comercializadas aproximadamente 30% da produção nacional (IBGE, 2013). O cultivo e a produção da melancia nesta região são realizados tanto áreas irrigadas como em sequeiro. Nessas condições, a cultivar Crimson Sweet é a mais indicada, pois é uma variedade que responde melhor, se comparada aos

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16 híbridos, às condições que utilizam pouca tecnologia, sendo menos exigente em fertilizantes e tratos culturais (LEÃO et al., 2008).

Além da importância econômica a atividade produtiva de melancia possui grande importância social, por ser cultivada principalmente por pequeno produtor. A demanda intensiva por mão-de-obra, o fácil manejo e o menor custo de produção, quando comparada a outras hortaliças, geram renda e emprego, contribuindo com a fixação do homem no campo, além de proporcionar um bom retorno econômico para o produtor (ROCHA, 2010; DIAS & REZENDE, 2010).

Quanto às exigências climáticas, esta cultura adapta-se melhor ao clima quente e seco, com temperatura do ar na faixa de 25°C a 30°C, na qual a germinação ocorre mais rapidamente e o vigor vegetativo é maior, o que proporciona o aumento de flores femininas na planta. Exige dias longos com alta luminosidade e umidade relativa moderada. A cultura é sensível á ocorrência frequente de ventos fortes, os quais provocam agitações bruscas dos ramos e podem causar danos mecânicos as plantas (MEDEIROS & HALFED-VIEIRA, 2007).

2.2 . PRODUÇÃO DE MUDAS

A capacidade germinativa de um lote de sementes de uma determinada espécie é representada pela proporção das que podem produzir plântulas normais em condições favoráveis. Em campo as condições dificilmente serão ótimas para a germinação, assim, lotes de sementes da mesma espécie com capacidade de germinação semelhante, podem apresentar diferente porcentagem de emergência, em condições de campo (CARVALHO & NAKAGAWA, 2012).

Os testes de vigor têm como objetivos detectar diferenças na qualidade fisiológica de sementes com o mesmo índice de germinação, distinguir com segurança lotes de vigor diferentes, além de diferenciar seu potencial genético, de maneira proporcional ao comportamento quanto à resistência ao transporte, potencial de armazenamento e emergência em campo (MARCOS FILHO, 2005).

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17 Testes de vigor são baseados na velocidade de germinação, nas características de crescimento das plântulas, na sobrevivência e germinação em condições estressantes, nos parâmetros físicos, em características bioquímicas e nos níveis de danos mecânicos. O processo germinativo tem início com a absorção de água, provocando a hidrólise dos compostos armazenados nas sementes (FERREIRA & BORGHETTI, 2004). A germinação é completada quando uma parte do embrião, em geral, a radícula, penetra e atravessa os tecidos que o envolvem (KERBAUY, 2004).

A germinação e vigor são dois dos principais parâmetros utilizados para avaliar a qualidade fisiológica das sementes, a avaliação correta desses parâmetros é imprescindível para se estimar o potencial de desempenho das sementes em campo (POPINIGIS, 2006).

Atualmente, buscando-se a economia de sementes, maior uniformidade do estande e diminuição de perdas por problemas fitossanitários na fase inicial de implantação da cultura, os produtores tem optado pela utilização do transplante de mudas produzidas em recipientes (FARINACIO, 2011).

Sabe-se que para a implantação da cultura da melancia pode ser feito a semeadura direta ou o plantio de mudas. Todavia, para se evitar problemas com pragas, doenças e plantas invasoras na fase inicial da cultura tem-se utilizado o plantio de mudas, que reduz também os custos de implantação da cultura (PUIATTI & SILVA, 2005). A produção de mudas constitui-se numa das etapas mais importantes do sistema produtivo hortícola, uma vez que dela depende o desempenho final das plantas nos canteiros de produção (SILVEIRA et al., 2002).

A utilização de mudas de boa qualidade influencia no sucesso de implantação de um cultivo considerando, entre outros fatores, o controle do estande inicial das plantas. Para produção de mudas de melancia vários métodos podem ser utilizados, desde que o sistema radicular seja protegido por um substrato, para evitar danos nas raízes (DIAS et al., 2010).

Dentre as vantagens na utilização de mudas no cultivo de melancia destacam-se o maior equilíbrio entre a parte aérea e o sistema radicular, a

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18 economia de sementes e de defensivos, maior rendimento e aproveitamento de mão-de-obra, maior uniformidade da lavoura, redução do ciclo da cultura e o aumento estimado em 20% a 30% na produtividade (SOUZA & FERREIRA, 1997).

Além disso, o cultivo protegido de mudas, em bandejas, permite maior número de cultivos no mesmo local (BEZERRA, 2003), sem a necessidade de realizar rotação de culturas e possibilitando a produção de hortaliças mesmo em condições adversas do ambiente (CARRIJO et al., 2004).

O tempo em que as mudas permanecem com seu sistema radicular restringido deve ser o mínimo possível (Pereira & Martinez, 1999). Para as cucurbitáceas é recomendado o transplantio das mudas com três semanas (BORNE, 1999). Em estudo realizado com mudas de melancia Crimson Sweet com idades diferentes não foi observada diferença na produtividade (VAVRINA

et al., 1993).

O insucesso de muitos empreendedores tem sido atribuído a não observação do momento adequado para o transplante. Para produtores de mudas, ocorre a tendência de se comercializarem mudas mais novas, para reduzir o tempo destas no viveiro de produção. Já, os produtores que irão cultivar estas mudas, preferem-nas mais desenvolvidas. (SEABRA JÚNIOR et

al., 2004).

As mudas de melancia devem permanecer em estufa para melhor uniformização até o momento do plantio definitivo, quando as mudas apresentarem de 4 a 5 folhas definitivas e aproximadamente 10 a 15 cm de comprimento (SOUZA & FERREIRA, 1997).

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19 2.3 . MUDANÇAS CLIMÁTICAS

Em 1988, a organização Meteorológica Mundial (OMM) e o Programa das nações unidas para o Meio Ambiente (Pnuma) estabeleceram o Painel Intergovernamental de Mudanças Climáticas (IPCC, do inglês,

Intergovernamental Panel on Climate Change). O IPCC ficou encarregado de

apoiar com trabalhos científicos as avaliações do clima e os cenários de mudanças climáticas para o futuro. Os cenários são baseados em diferentes projeções futuras de emissão de gases do efeito estufa e suas interações com o aumento populacional e desenvolvimento socioeconômico (IPCC, 2007).

A atmosfera é constituída por uma mistura de gases, o nitrogênio (N2), oxigênio (O2) e argônio juntos representam, aproximadamente, 99% dos gases na atmosfera. No entanto, são vários outros gases, que juntos não chegam a 0,1% da atmosfera, que possuem papel fundamental no equilíbrio entre a quantidade de luz e calor que entra no planeta e a que saí, denominados gases do efeito estufa (GEE). Estes gases são o dióxido de carbono (CO2), ozônio (O3), metano (CH4) e óxido nitroso (N2O), mais o vapor de água (H2O) (CARDOSO, 2006).

O efeito estufa é um processo natural, os raios do sol aquecem a superfície do planeta, que emitem ondas de calor, parte desse calor é perdida para o espaço e a outra parte é retida na atmosfera pelos GEE. Este fenômeno é responsável pela manutenção da temperatura média da Terra em 15 °C, sem o qual a temperatura seria de -20°C (CARDOSO, 2006).

No entanto, as concentrações atmosféricas dos GEE vêm aumentando continuamente devido ao crescente uso de energia fóssil (petróleo, carvão e gás) e às mudanças no padrão de uso do solo, como na agricultura, urbanização e desmatamento. Assim, as mudanças climáticas são decorrentes do aumento da concentração de gases do efeito estufa de origem natural e antropogênica (IPCC, 2007).

Dentre os GEE, maior atenção tem sido direcionada ao CO2, devido ao volume de suas emissões para atmosfera representar 60% do total das emissões dos GEE. Desde a revolução industrial (século XVIII) a concentração

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20 deste gás tem aumentado na atmosfera, quando era de aproximadamente 270 ppm, passando a 391 ppm em 2011, com previsão de chegar a 730 ppm em 2100, o que seria o dobro da concentração existente na atmosfera antes da industrialização (Figura 1) (IPCC, 2013).

Figura1. Medidas das concentrações atmosféricas de dióxido de carbono (CO2) de

Mauna Loa (19 ° 32'N, 155 ° 34'W - vermelho) e Pólo Sul (89 ° 59'S, 24 ° 48'W - preto), desde 1958 (IPCC, 2013).

2.3.1 EFEITO DO AUMENTO DA CONCENTRAÇÃO DE CO2

ATMOSFÉRICO NAS PLANTAS

O dióxido de carbono (CO2) atmosférico entra na planta por difusão, através dos estômatos, é inserido no ciclo de Calvin pela ação da enzima ribulose 1,5-bifosfato carboxilase/ oxigenase (RUBISCO), resultando na produção de uma molécula orgânica, esse processo é denominado de fotossíntese (TAIZ & ZEIGER, 2013).

Assim, espera-se que o aumento da concentração de CO2 exerça efeito positivo sobre a fotossíntese, levando ao maior crescimento do vegetal (STRECK, 2005). Principalmente em plantas C3, para a qual a concentração de CO2 atual é insuficiente para saturar a RUBISCO, enzima responsável pela carboxilação primária nessas plantas. A sua capacidade de realizar reações de carboxilação e de oxidação proporciona perdas, pelo processo de

ANO

CO

2

(pp

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21 fotorrespiração, de até 50% do carbono fixado na fotossíntese em condições atmosféricas normais (TAIZ & ZEIGER, 2013).

Segundo Ainsworth & Long (2005), o aumento da concentração CO2 atmosférico resultará em, ao menos, duas respostas fisiológicas nas plantas: acréscimos de fotossíntese permitindo maior ganho de carbono e acúmulo de biomassa e redução da condutância estomática, levando à menor transpiração e depleção de umidade inferior a do solo, que podem prevenir ou até mesmo impedir o início do estresse hídrico.

Para Leakey et al. (2009), os principais efeitos do aumento de CO2 ambiente no metabolismo de carbono nas plantas são incremento da assimilação de CO2e da produção de biomassa; aumento da eficiência de uso de nitrogênio, pois menor quantidade de RUBISCO será produzida, devido ao aumento do substrato o CO2 (TAIZ & ZEIGER, 2013); menor condutância estomática, ou seja, maior eficiência no uso da água e estímulo indireto da assimilação de CO2 em plantas de metabolismo C4.

Vários estudos foram conduzidos visando obter a resposta de plantas ao aumento de CO2 atmosférico. Heinemann et al. (2006), verificaram aumento no crescimento das plantas e no peso das sementes de soja produzidas em ambiente com 700 ppm de CO2 quando associadas às temperaturas mais baixas. Lessin & Ghini, (2009) observaram incremento da altura, massa seca de raízes e nodulação por Bradyrhizobium spp. em diferentes cultivares de soja submetidas a diferentes concentrações de CO2, não havendo influencia para massa seca da parte aérea das plantas. Cib, 2008 verificou em experimentos realizados com batata que o aumento da concentração de CO2 aumentou consideravelmente a biomassa abaixo do solo. Segundo Conn & Cochran, 2006, o aumento da biomassa em tubérculos ocorre em detrimento das hastes, folhas e flores, aumentando a fração da biomassa abaixo/acima do solo e diminuiu a porcentagem de nitrogênio nas folhas em 12,6%.

A elevada concentração de CO2 pode diminuir a estatura de planta, o número de folhas (HACOUR et al., 2002) e o conteúdo de clorofila, o que acelera a senescência (BINDI et al., 2002). Esse efeito do CO2 na redução do conteúdo da clorofila é considerado negativo e pode ser explicado pelos

(22)

22 elevados níveis de CO2, que promovem acúmulo de amido nos cloroplastos (BINDI et al., 2002).

Apesar de o aumento da concentração de CO2 ser um estimulante ao crescimento das plantas, acredita-se que as vantagens desse crescimento não compensam os malefícios causados globalmente pelo excesso do gás. As modificações nas culturas serão muito caras, pois a adaptação às mudanças climáticas poderá envolver ajustes nas épocas de plantio e colheita, quantidades de fertilizante usado, frequência de irrigação, cuidados com as cultivares e seleção de novas espécies mais adaptadas (IPCC, 2001). Além disso, o aumento da concentração de CO2 na atmosfera pode elevar a temperatura média do planeta Terra (IPCC, 2013), e dessa forma, os benefícios previstos com o aumento da concentração de CO2 na atmosfera podem ser reduzidos (TAIZ & ZEIGER, 2013).

2.3.2 EFEITO DO AUMENTO DA TEMPERATURA DO AR EM PLANTAS

A Terra sempre passou por ciclos naturais de aquecimento e resfriamento, da mesma forma que períodos de intensa atividade geológica lançaram à superfície grandes quantidades de gases criando um efeito estufa natural. Atualmente, a atividade industrial está afetando o clima terrestre na sua variação natural, o que sugere que a atividade humana é um fator determinante no aquecimento (MORAES et al., 2011).

Dados do IPCC (2013) alertam para um aumento médio global das temperaturas entre 1,5ºC e 4,5ºC até 2100. Esse aumento pode ser ainda maior (6,4ºC) se a população e a economia continuarem crescendo rapidamente e se for mantido o consumo intenso dos combustíveis fósseis. Para o semiárido brasileiro, o aumento previsto da temperatura varia entre 1,5°C e 5°C até o final do século XXI (MARENGO, 2006).

Com o aumento da temperatura há um aumento na taxa de evapotranspiração, redução na disponibilidade de água no solo e da umidade relativa do ar (PRIMAVESI et al., 2007). Esses fatores podem comprometer fases fundamentais, como germinação, crescimento e desenvolvimento das

(23)

23 culturas e dessa forma a produção agrícola como um todo (GONDIM et

al.,2010).

Plantas de metabolismo fotossintético C3 gastam mais água para produzir a mesma quantidade de fitomassa que uma planta C4. Tais plantas chegam a gastar até um quilo de água para produzir um grama de fitomassa, contra menos de 400 g nas plantas C4 (BELTRÃO, 2008). As plantas que são mais conservadoras de água (plantas C4 e CAM) possuem maior vantagem competitiva sobre espécies C3 diante das mudanças climáticas previstas (REYES-GARCIA & ANDRADE, 2009).

A temperatura afeta todas as reações bioquímicas da fotossíntese, altas temperatura podem elevar as taxas de respiração celular e da fotorrespiração das plantas C3 (TAIZ & ZEIGER, 2013). Assim, com o aumento da temperatura do ar, o saldo fotossintético de plantas C3 irá cair e, poderão apresentar coeficiente fotossintético igual a um, ou menos, não havendo produção, significando a morte de tais sistemas biológicos (BELTRÃO, 2008).

Altas temperaturas proporcionam maior atuação da ribulose 1,5-bifosfato oxigenase, por causa da solubilidade do CO2 e do declínio da especificidade da RUBISCO por este substrato. Além disso, o estado de ativação desta enzima diminui em temperatura elevada, possivelmente, na medida em que a sua capacidade in vivo torna-se limitante para a fotossíntese (CEN & SAGE, 2005).

Em temperaturas abaixo do ótimo térmico, a capacidade de regeneração da ribulose 1,5-bisfosfato (RuBP) muitas vezes se torna limitante para a fotossíntese, em particular, o componente de regeneração RuBP associada à regeneração de fosfato inorgânico (Pi) durante a síntese de amido e sacarose (HENDRICKSON et al., 2004; SAGE & KUBIEN, 2007)

A maior parte dos tecidos de plantas superiores é incapaz de sobreviver a uma prolongada exposição a temperaturas acima de 45 °C. Em resposta a elevações repentinas de temperatura de 5 °C a 10 °C, as células produzem um conjunto único de proteínas, identificado com proteínas de choque térmico (HSPs, do inglês, Heat Shock Proteins) (GONDIM et al., 2010).

(24)

24 O estresse térmico faz com que muitas proteínas, que funcionam como enzimas ou componentes estruturais, tornem-se estendidas ou mal dobradas levando, assim, a perda da estrutura e da atividade enzimática (TAIZ & ZEIGER, 2013).

O aquecimento global pode provocar ampla alteração nos padrões fotossintéticos determinados nas plantas superiores. Limitações na cadeia de transporte de elétrons e na capacidade da RUBISCO devem ser mais comuns com as condições do aumento da temperatura e de CO2 esperados ate o final do século XXI (SAGE & KUBIEN, 2007).

(25)

25 3. MATERIAL E MÉTODOS

Os experimentos foram realizados em dois períodos (novembro de 2012 a março de 2013 e novembro de 2013 a fevereiro de 2014), no Laboratório de Mudanças Climáticas, Laboratório de Análises de Sementes e em campo com estufas de topo aberto, na Embrapa Semiárido, Petrolina-PE.

No primeiro experimento, avaliou-se a produção de mudas de melancia (Citrullus lanatus (Thunb.) Mansf.) cv. Crimson Sweet, em câmara de crescimento tipo Fitotron com dimensões de 3m x 4m x 3m, com controle de CO2, temperatura, umidade e luz. No segundo experimento foi avaliada a produção de mudas e desenvolvimento de plantas de melancia dentro de estufas de topo aberto modificada com injeção de CO2. As sementes utilizadas nos experimentos foram adquiridas em estabelecimento comercial, sementes Agristar®, lote 023194 op. 24099 de 01/2012, categoria S2, tratadas com Thiram a 1,5%, e teor de água de 7,8% (BRASIL, 2009).

Experimento I: Produção de mudas de melancia submetidas a diferentes temperaturas e concentrações de CO2.

O delineamento experimental foi inteiramente casualizado em arranjo fatorial (2x5) com quatro repetições, cujo primeiro fator corresponde às concentrações de CO2 de 390 e 770 ppm e o segundo às temperaturas constantes de 25, 28, 31, 34 e 37°C. Durante o desenvolvimento do experimento a umidade relativa (UR) manteve-se entre 50 e 70% e o fotoperíodo foi de 12h.

A semeadura foi realizada, em novembro de 2012, em bandejas de plástico de 36 células contendo substrato comercial HS Holambra®. As bandejas foram dispostas em recipientes plásticos, e o umedecimento do substrato realizado diariamente até atingir capacidade de campo verificada pela drenagem da água de cada célula. Foram utilizadas quatro repetições de 36 sementes, totalizando, 144 mudas para cada unidade amostral.

Emergência: As plântulas foram consideradas emergidas a partir da visualização do hipocótilo. Foram realizadas contagens diárias de plântulas

(26)

26 emergidas durante 14 dias. Após esse período foram calculadas a porcentagem de emergência (E, %) as variáveis de cinética da emergência, sendo elas Tempo médio de emergência (TME, dias) (LABORIAU, 1983), velocidade média de emergência (VME, plântula / dia) (KOTOWSKI, 1926) e índice de velocidade de emergência (IVE) (MAGUIRE, 1962), utilizando-se as seguintes fórmulas:

sendo:

Ni= número acumulado de sementes germinadas; ni = número não acumulado

de sementes germinadas; ti= número de dias; K = último dia de observação. Crescimento de mudas: após 14 dias, com o término do teste de emergência, as mudas fora lavadas em água corrente para retirada do substrato, sendo separadas, ao acaso, dez mudas para medir o comprimento da parte aérea (CPA, cm) e raízes (CR, cm) com auxílio de régua milimetrada. Em seguida, as mesmas mudas foram fracionadas em parte aérea e raiz e pesadas obtendo-se massa de matéria fresca da parte aérea (MFPA, mg) e da raiz (MFR, mg) e levadas à estufa a 65ºC, até massa constante, para obtenção de massa de matéria seca da parte aérea (MSPA, mg) e da raiz (MSR, mg).

Análise estatística: realizou-se análise de variância, com auxílio do programa ASSISTAT versão 7.7 beta, e as médias foram comparadas entre si pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade.

Experimento II

O delineamento experimental utilizado foi em blocos ao acaso, com três repetições e três tratamentos: sem estufa (testemunha), com estufa de topo aberto modificada sem injeção de CO2 e com estufa de topo aberto modificada com injeção de CO2, até atingir a concentração de 550 ppm.

As estufas de topo aberto modificadas possuem formato circular, com estrutura de alumínio, laterais de filme de PVC (“polyvinylchloride”), 2,0 m de diâmetro e 1,20 m de altura, e mangueiras injetoras do gás. Estufas

(27)

27 semelhantes à descrita, sem injeção de CO2, foram utilizadas para comparações em condições de atmosfera atual (Figura 2).

Figura 2. Estufa de Topo aberto na Embrapa Semiárido com plantas de melancia.

As estufas são expostas as condições climáticas do ambiente, assim, os dados de temperatura e umidade relativa do ar foram obtidos da Estação Agrometeorológica do Bebedouro durante a condução do experimento (Figura 3).

Figura 3. Dados climáticos: temperatura (°C) máxima (Tmáx), média (Tméd), mínima

(Tmín) e umidade relativa (UR) (%), durante condução do experimento, Petrolina – PE. A adubação do solo dentro das estufas foi realizada com base nos resultados da análise química de solo (Tabela 1) e conforme a recomendação de adubação do IPA para o Estado de Pernambuco (2008). Utilizou-se irrigação

0 10 20 30 40 50 60 70 80 0 5 10 15 20 25 30 35 40

nov/13 dez/13 jan/14 fev/14

U mi d ad e R el ati v a (% ) T emper atur a ( C) UR média Tméd (°C) Tmín (°C) Tmáx (°C)

(28)

28 por gotejamento, e os tratos culturais, controle de pragas e doenças, foram realizados de acordo com a necessidade da cultura.

Tabela 1. Análise química do solo.

Produção de mudas: as sementes foram plantadas em bandejas de plástico, contendo substrato HS Holambra, e estas foram mantidas no interior das estufas. Todos os tratamentos foram cobertos com tela sombrite com 50% de luminosidade. Foram efetuadas contagens diárias das sementes emergidas durante 14 dias após a semeadura, sendo consideradas emergidas a partir da visualização do hipocótilo (Figura 4).

Figura 4. Produção de mudas de melancia Crimson Sweet, A) Plantio das sementes;

B) Bandejas com sementes de melancia em estufa de topo aberto coberta com sombrite; C) Sementes emergidas: visualização do hipocótilo.

Aos14 dias após a semeadura foi calculada a porcentagem de emergência (E%) e as variáveis de cinética: Tempo médio de emergência - TME (LABORIAU, 1983), velocidade média de emergência - VME (KOTOWSKI, 1926) e índice de velocidade de emergência - IVE (MAGUIRE, 1962), utilizando-se as seguintes fórmulas:

Sendo: Ni= número acumulado de sementes germinadas; ni = número não acumulado de sementes germinadas; ti = número de dias; k = último dia de observação.

M.O. pH C.E. K Ca Mg Na Al H + Al S (bases) CTC P Cu Fe Mn Zn (g/Kg) - (dS/m)

11,9 6,32 0,28 0,2 0,8 0,35 0,05 0 2,75 1,41 4,16 25,5 2,32 36,5 67,1 4,5

cmolc/dm3 mg/dm3

(29)

29 Crescimento de mudas: após o término do teste de emergência, as plântulas foram lavadas em água corrente para retirada do substrato, sendo separadas ao acaso cinco plântulas para medir o comprimento da parte aérea (hipocótilo) (CPA) e raiz (CR) com auxílio de uma régua milimetrada, com resultados expressos em centímetro. Em seguida, as plântulas foram fraccionada em parte aérea e raiz e pesadas obtendo-se a massa de matéria fresca da parte aérea (MFPA, g) e da raiz (MFR, g) e levadas à estufa a 65ºC, até massa constante, para obtenção de massa de matéria seca da parte aérea (MSPA, mg) e da raiz (MSR, mg).

Transplantio de mudas: foi realizado 14 dias após a semeadura, sendo utilizadas cinco mudas por parcela, totalizando 15 mudas por tratamento (Figura 5).

Figura 5. Transplantio de mudas de melancia Crimson Sweet com 14 dias após a

semeadura.

Foram realizadas medidas de comprimento do ramo principal, diâmetro e número de folhas, aos 14, 21, 24, 31, 45, 64 e 72 dias após o transplantio. Realizou-se coleta destrutiva de uma planta por repetição para determinação da área foliar, massa fresca e seca da parte área aos 14, 28, 42, 56 e 72 dias após o transplantio. A partir desses dados foram calculadas a taxa de crescimento absoluto (TCA), a taxa de crescimento relativo (TCR), a taxa de assimilação líquida (TAL), a razão de área foliar (RAF), a área foliar específica (AFE) e a razão de peso da folha (RPF) (BENICASA, 1988), utilizando-se as seguintes fórmulas:

(30)

30

Sendo:

P1 e P2= amostras de peso da matéria seca de duas amostragens sucessivas (g/dia ou g/semana);

A1 e A2= amostras sucessivas de área foliar de duas amostragens sucessivas (g/dia ou g/semana);

t1 e t2= intervalo entre as amostragens sucessivas (dias); Ln = logaritmo neperiano

Análise estatística: os dados de emergência e crescimento de mudas de melancia foram submetidos à análise de variância e as médias foram comparadas entre si pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade, utilizando-se o programa estatístico ASSISTAT versão 7.7 beta. Para os demais resultados foi calculado o erro padrão da média.

4. RESULTADOS

Experimento I

O aumento da temperatura e da concentração de CO2 não influenciou na porcentagem de plântulas emergidas (Figura 6A).

Para o tempo médio de emergência (TME) observou-se que o aumento da temperatura proporcionou redução gradativa no TME de plântulas submetidas à concentração de 390 ppm CO2, chegando a uma redução de até dois dias na temperatura de 34°C. Em 770 ppm de CO2, essa redução foi limitada às temperaturas de 31 e 34 °C. Comparando-se as concentrações de CO2, verificou-se que o incremento para 770 ppm de CO2 proporcionou maior TME nas temperaturas de 28 e 37 °C (Figura 6B).

TCA = P₂– P₁ t₂– t₁ TCR = L_nP₂– L_nP₁ t₂– t₁ TAL = P₂– P₁ . L_nA₂– L_nA₁ t₂– t₁ A₂– A₁ RAF = AFE . RPF AFE = AF MS folha RPF = MS folha MS total

(31)

31

Figura 6. Porcentagem de emergência (A), Tempo médio de emergência (B) de

mudas de melancia cv. Crimson Sweet, submetidas a diferentes temperaturas e concentrações de CO2. Petrolina/PE, 2014. Letras minúsculas iguais para concentrações de CO2 e letras maiúsculas iguais para temperatura não diferem entre si pelo teste de Tukey a

5% de probabilidade.

Em concentração de 770 ppm de CO2 observa-se aumento no índice de velocidade (IVE) e velocidade média de emergência (VME) com o aumento da temperatura para 31 e 34 °C, apresentando em seguida, uma redução quando submetidos a 37°C. Na concentração de 390 ppm CO2, observou-se menor valores de IVE e VME na temperatura de 25°C, e os melhores resultados obtidos quando submetidos a 34°C (Figura 7 A-B).

Figura 7. Índice de velocidade de emergência (A), Velocidade média de emergência

(B) de mudas de melancia cv. Crimson Sweet, submetidas a diferentes temperaturas e concentrações de CO2. Petrolina/PE, 2014. Letras minúsculas iguais para concentrações de CO2 e letras maiúsculas iguais para temperatura não diferem entre si pelo teste de Tukey a

5% de probabilidade.

Com o aumento da temperatura ocorreu um incremento do comprimento da parte aérea (CPA) de mudas submetidas às duas concentrações de CO2 até a temperatura de 34°C. Com o aumento da temperatura para 37°C observou-se uma redução no CPA de mudas. No entanto, essa redução é maior em mudas desenvolvidas submetidas a 390

aA bB aAB aB bB aA aA aB _aB aA 0 2 4 6 8 10 12 25 28 31 34 37 TME (dias) Temperatura ( C) 390 ppm 770 ppm B) aAaA aAaA aAaA aA_aA aAaA 0 20 40 60 80 100 120 25 28 31 34 37 Eme rgênc ia (% pl ântul as ) Temperatura ( C) 390 ppm 770 ppm A) aC aB _aB aA aB aB bB aA bA bB 0 2 4 6 8 10 25 28 31 34 37 IVE Temperatura ( C) 390 ppm 770 ppm A) aC aB aB aA aB aB bB aA aA bB 0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 25 28 31 34 37 VME (p lân tu las -1) Temperatura ( C) 390 ppm 770 ppm B)

(32)

32 ppm de CO2, sendo observado, portanto, efeito positivo do CO2 (Figura 8A). Não houve interação entre temperaturas e concentrações de CO2 para comprimento radicular (CR), além disso, o aumento da temperatura não influenciou o CR. No entanto, mudas submetidas à concentração de 770 ppm de CO2 obtiveram maior comprimento de raiz (Figura 8B).

Figura 8. Comprimento da parte aérea (A) e da raiz (B) de mudas de melancia cv.

Crimson Sweet, submetidas a diferentes temperaturas e concentrações de CO2.

Petrolina/PE, 2014. Letras minúsculas iguais para concentrações de CO2 e letras maiúsculas

iguais para temperatura não diferem entre si pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade.

Verificou-se que mudas desenvolvidas em 28, 31 e 34°C e 390 ppm de CO2 obtiveram maior massa fresca da parte aérea (MFPA) (Figura 9A). Enquanto que, mudas expostas à concentração de 770 ppm de CO2, obtiveram maior valor de MFPA nas temperatura de 28, 34 e 37ºC (Figura 9A).

Em massa fresca da raiz (MFR), o aumento da concentração de CO2 proporcionou maior resultado em mudas submetida à temperatura de 34°C e menor em 28°C. Na concentração de 390 ppm, verificou-se menor valor de MFR na temperatura de 34°C (Figura 9B). aD aC aB aA bD aD aC aBC aA aB 0 5 10 15 20 25 25 28 31 34 37 CP A (cm ) Temperatura ( C) 390 ppm 770 ppm A) ba b a ba b b a a 0 5 10 15 20 25 28 31 34 37 CR (cm ) Temperatura ( C) 390 ppm 770 ppm B)

(33)

33

Figura 9. Massa fresca da parte aérea (A) e da raiz (B) de mudas de melancia cv.

O aumento da concentração de CO2 (770 ppm) proporcionou incremento para massa seca da parte aérea (MSPA) de mudas submetidas a 34 e 37°C de temperatura. Na concentração de 390 ppm de CO2 os maiores valores de MSPA foram obtidos em mudas expostas as temperaturas de 28, 31 e 34ºC (Figura 10A).

O aumento da concentração de CO2 proporcionou incremento na massa seca da raiz (MSR) em mudas submetidas às temperaturas de 34 e 37°C. As diferentes temperaturas não influenciaram na MSR em mudas submetidas à concentração de 390 ppm de CO2 (Figura 10B).

Figura 10. Massa seca da parte aérea (A) e da raiz (B) de mudas de melancia cv.

aC aA aAB bAB bBC aB aA aB aA aA 0 50 100 150 25 28 31 34 37 MSP A (mg ) Temperatura ( C) 390 ppm 770 ppm A) aA aA aA bA bA aBC aC aC aA aAB 0 5 10 15 25 28 31 34 37 MSR (mg) Temperatura ( C) 390 ppm 770 ppm B) aB aA _aA bA bB aC aAB aBC aA aAB 0 500 1000 1500 2000 2500 25 28 31 34 37 MF P A (mg) Temperatura ( C) 390 ppm 770 ppm A) aAB aA aAB bB bAB aAB aB aAB aA aAB 0 50 100 150 200 250 300 25 28 31 34 37 MFR ( mg) Temperatura ( C) 390 ppm 770 ppm B)

(34)

34 Experimento II

A porcentagem de emergência não foi afetada pelo aumento da concentração de dióxido de carbono. Para as demais variáveis cinéticas (TME, VME, IVE) não houve diferença significativa nos resultados entre estufa com e sem injeção de CO2, diferindo estatisticamente da testemunha (Tabela 2).

Tabela 2. Emergência (%), tempo médio de emergência (TME), velocidade média de

emergência (VME) e índice de velocidade de emergência (IVE) de sementes de melancia em estufas de topo aberto modificada com CO2 (Estufa+CO2), estufa sem

injeção de CO2 (Estufa sem CO2)e Testemunha. Petrolina - PE, 2014.

E TME VME IVE

(% plântulas) (dia) (plântula.dia-1)

Estufa + CO2 97,22 a 6,22 b 0,16 a 1,97 a

Estufa s/ CO2 100, 00 a 6,23 b 0,16 a 2,00 a

Testemunha 88,89 a 8,07 a 0,12 b 1,38 b

CV (% ) 4,61 7,56 7,11 10,63

Tratamentos

Médias seguidas de letras distintas nas colunas diferem entre si pelo teste de Tukey, a 5% de probabilidade.

O aumento da concentração de CO2 não proporcionou efeito significativo para o comprimento da parte aérea e da raiz. Entretanto com aumento da concentração de dióxido de carbono houve um aumento da área foliar (Tabela 3).

Tabela 3. Comprimento da parte aérea (CPA), comprimento da raiz (CR) e área foliar

(AF) de melancia cultivada em estufas de topo aberto modificada com CO2

(Estufa+CO2), estufa sem injeção de CO2 (Estufa sem CO2)e Testemunha. Petrolina -

PE, 2014. CPA CR AF (cm) (cm) (dm2) Estufa + CO2 0,43 a 1,58 a 56,23 a Estufa s/ CO₂ 0,37 a 1,44 a 43,98 ab Testemunha 0,39 a 1,81 a 34,42 b CV (% ) 14,98 9,58 15,49 Tratamentos

Para as variáveis massa fresca e seca da parte aérea também foi observado um incremento em resposta ao aumento da concentração de CO2

(35)

35 atmosférico a 550 ppm. Entretanto, as variáveis massa seca e fresca de raiz não apresentou diferença significativa entre os tratamentos (Tabela 4).

Tabela 4. Massa fresca da parte aérea (MFPA), massa fresca da raiz (MFSR), massa

seca da parte aérea (MSPA) e massa seca da raiz (MSR) de sementes de melancia em estufas de topo aberto modificada com CO2 (Estufa+CO2), estufa sem injeção de

CO2 (Estufa sem CO2)e Testemunha. Petrolina - PE, 2014.

MFPA MFR MSPA MSR (g) (g) (mg) (mg) Estufa + CO2 0,56 a 0,54 a 71,17 a 16,63 a Estufa s/ CO₂ 0,41 b 0,36 a 47,77 b 13,27 a Testemunha 0,37 b 0,39 a 48,23 b 13,53 a CV (% ) 11,66 23,98 5,05 17,12 Tratamentos

Nas avaliações de diâmetro foi observada resposta positiva ao aumento da concentração de CO2 em relação aos demais tratamentos somente com 24 DAT, em que o diâmetro de plantas cultivadas em estufa C/CO2, S/CO2 e a testemunha apresentaram, respectivamente, 8,8; 8,0 e 8,0 mm de diâmetro. O acúmulo de matéria seca em plantas submetidas às estufas com e sem injeção de CO2 ocorreu até 45 DAT, enquanto que a testemunha apresentou crescente acúmulo até 64 DAT. (Figura 11A).

O aumento da concentração de CO2 não influenciou no comprimento do ramo principal (Figura 11B). Verificou-se diferença entre os tratamentos apenas na avaliação realizada aos 31 DAT na qual, plantas cultivadas em estufas apresentaram melhores resultados, 195 cm em estufa C/CO2, 178 cm em estufa S/CO2 e 111 cm em plantas da testemunha.

O comprimento de plantas submetidas à alta concentração de CO2 aumentou até a avaliação realizada aos 45 DAT (286 cm) e então estabilizou, enquanto que plantas em estufa sem injeção CO2 e da testemunha apresentaram crescimento do ramo até 64 DAT, com 350 e 291 cm, respectivamente (Figura 11B).

(36)

36

Figura 11. Diâmetro do colo da planta (A) e comprimento do ramo (B) de plantas de

melancia da cultivar Crimson Sweet, em estufas de topo aberto modificada com injeção de CO2 (Estufa+CO2), estufa sem injeção de CO2 (Estufa sem CO2)e sem

estufa (Testemunha). Petrolina -PE, 2014.

O número de folhas determinado nas avaliações com 45, 64 e 72 DAT foram, estufa C/CO2: 170; 146 e 171 folhas; estufa S/CO2: 144; 198 e 259 folhas e testemunha com 152; 234 e 344 folhas, respectivamente. O número de folhas em plantas submetidas à estufa C/CO2 foi crescente até os 45 DAT, enquanto que os demais tratamentos mantiveram aumento do número de folhas praticamente até a última avaliação. (Figura 12A).

Os resultados de área foliar apresentaram diferenças entre os tratamentos apenas aos 42 DAT (estufa C/CO2: 11328,197; estufa S/CO2: 5569,2633 e testemunha: 3363,6867 dm2), no qual, as plantas submetidas à estufa com injeção de CO2 apresentaram maior área foliar, seguida de uma redução na avaliação seguinte. Nos demais tratamentos o aumento da área foliar foi crescente até a última avaliação(Figura 12B).

0 150 300 450 14 21 24 31 45 64 72 Co mprimen to d o ra mo (cm) DAT

CO2 S/CO2 TESTEMUNHA

B) 5 10 15 20 14 21 24 31 45 64 72 Diâm etr o (mm ) DAT

C/ CO2 S/ CO2 TESTEMUNHA

(37)

37

Figura 12. Número de folhas (A) e Área foliar (B) de plantas de melancia da cultivar

Crimson Sweet, em estufas de topo aberto modificada com injeção de CO2

(Estufa+CO2), estufa sem injeção de CO2 (Estufa sem CO2) e sem estufa

(Testemunha). Petrolina - PE, 2014.

Os resultados de MFF e MSF das plantas foram semelhantes durante o desenvolvimento da planta, sendo observado incremento com o aumento da concentração de CO2 aos 42 DAT. A MFF obtida aos 42 DAT foi de 496,66; 284,37 e 152,17g em plantas submetidas à estufa C/CO2, estufa S/CO2 e a testemunha, respectivamente. Para MSF aos 42 DAT obteve-se 82,52; 47,55 e 28 mg, para estufa C/CO2, estufa S/CO2 e a testemunha, respectivamente (Figura 13).

As avaliações seguintes a 42 DAT demonstrou uma estabilização para MFF e MSF de plantas submetidas à estufa com e sem injeção de CO2, enquanto que em plantas da testemunha ocorreu aumento significativo até 56 DAT (456 g de MFF e 100 mg de MSF) (Figura 13).

Figura 13. Massa fresca da folha (A) e massa seca da folha (B) de plantas de

melancia da cultivar Crimson Sweet, em estufas de topo aberto modificada com injeção de CO2 (Estufa+CO2), estufa sem injeção de CO2 (Estufa sem CO2)e sem

estufa (Testemunha). Petrolina - PE, 2014.

100 2100 4100 6100 8100 10100 12100 14100 16100 18100 14 28 42 56 72 Ár ea fol iar (d m 2) DAT

B) 0 150 300 450 14 21 24 31 45 64 72 N de fo lh as DAT

A) 0 200 400 600 800 14 28 42 56 72 MFF (g) DAT

A) 0 40 80 120 160 200 14 28 42 56 72 MSF (g) DAT

(38)

38 Verificou-se para MFR e MSR aos 42 DAT, respectivamente, 871,33g e 80,8g em estufa C/CO2; 377,35g e 40,16g em estufa S/CO2 e 226,8g e 23,39g em plantas da testemunha, sendo visível o incremento para MFR e MSR em plantas, em comparação aos demais tratamentos (Figura 14).

No entanto, aos 56 DAT os resultados obtidos para MFR e MSR em plantas submetidas ao tratamento testemunha (786,7g e 88,7g, respectivamente) foram superiores ao de plantas submetidas a estufas com injeção de CO2 (576,7g e 59,35g) e estufa S/CO2 (585g e 61,33g) (Figura 14).

A MFR e MSR foram crescentes em estufa com injeção de CO2 até 42 DAT, em estufa S/ CO2 até 72 DAT (1438,33g de MFR e 148mg de MSR) e a testemunha até 56 DAT (786,67g de MFR e 88,66 mg de MSR) (Figura 14).

Figura 14. Massa fresca do ramo (A) massa seca do ramo (B) de plantas de melancia

da cultivar Crimson Sweet, em estufas de topo aberto modificada com injeção de CO2

(Estufa+CO2), estufa sem injeção de CO2 (Estufa sem CO2) e sem estufa

(Testemunha). Petrolina - PE, 2014.

A taxa de crescimento absoluto consiste na variação ou incremento entre duas amostragens, podendo-se ter ideia de velocidade média de crescimento ao longo do período de observação (BENICASA, 1988). Em plantas submetidas ao aumento da concentração de CO2 foi observada maior taxa de crescimento absoluto (TCA) aos 42 DAT, TCA: 8,56 (g.dia-1). Na avaliação seguinte, 42-56 DAT, as plantas submetidas a este tratamento apresentaram velocidade de crescimento negativo no período de observação (TCA: -2,44 g.dia-1) (Figura 15 A).

Plantas submetidas a estufas sem injeção de CO2 mantiveram TCA semelhante aos tratamentos com injeção de CO2 e testemunha durante as avaliações. Exceto no intervalo de 42-56 DAT, no qual as plantas do tratamento

0 500 1000 1500 2000 2500 14 28 42 56 72 MFR ( g) DAT

A) 0 50 100 150 200 250 14 28 42 56 72 MSR (g) DAT

(39)

39 testemunha apresentou TCA de 8,9 (g.dia-1) superior ao dos demais tratamentos (-2,44 e 2,56 g.dia-1 em estufa C/CO2 e S/CO2, respectivamente) (Figura 15 A).

A taxa de crescimento relativo (TCR) ocorre em função do tamanho inicial, ou seja, o aumento em gramas está relacionado ao peso de matéria seca no instante em que se inicia o período de observação (BENICASA, 1988). Observou-se maior taxa de crescimento relativo (TCR) em plantas submetidas à estufa com injeção de CO2 de 28-42 DAT (TCR: 4,82 g.g-1. dia-1). Mas, na avaliação seguinte, aos 42-56 DAT a TCR de plantas do tratamento testemunha (TCR: 4,83 g.g-1. dia-1) foi superior a dos tratamentos com estufa com e sem injeção de CO2 (TCR: 4,5 g.g-1. dia-1), não havendo diferença entre os tratamentos nas demais avaliações realizadas (Figura 15B).

Figura 15. Taxa de crescimento absoluto (TCA) e Taxa de crescimento relativo (TCR)

de plantas de melancia da cultivar Crimson Sweet, em estufas de topo aberto modificada com injeção de CO2 (Estufa+CO2), estufa sem injeção de CO2 (Estufa sem

CO2)e sem estufa (Testemunha). Petrolina-PE, 2014.

A taxa de assimilação líquida (TAL) refere-se à quantidade de matéria seca produzida em função da área foliar por unidade de tempo. A maior taxa de assimilação líquida (TAL) foi verificada aos 28- 42 DAT em plantas expostas a maior concentração de CO2 (1,45 mg.dm-2.dia-1), seguida de uma drástica redução aos 42-56 DAT(-0,21 mg.dm-2.dia-1). Relação inversa foi verificada em plantas da testemunha, que, aos 28-42 DAT foi observado menor TAL (0,43 mg.dm-2.dia-1) e na avaliação seguinte aos 42-56 DAT (1,66 mg.dm-2.dia-1) os resultados foram superiores aos demais tratamentos (Figura 16A).

A razão da área foliar apresentou valores decrescentes para todos os tratamentos de acordo com o desenvolvimento das plantas. Na última

-10 -5 0 5 10 15 20 14-28 28-42 42-56 56-72 TCA (g. di a -1)

Intervalo entre coletas (dias)

A) 0 1 2 3 4 5 6 14-28 28-42 42-56 56-72 TCR (g. g -1.dia -1)

Intervalo entre coletas (dias)