Resumo -O objetivo deste trabalho foi avaliar as respostas biométricas e fi siológicas de cana-de-açúcar (Saccharum spp.) ao defi cit hídrico (DH), em diferentes fases fenológicas. Os genótipos IACSP 94-2094 e IACSP 96-2042 foram submetidos a DH nas fases de crescimento inicial, crescimento máximo e de acúmulo de sacarose no colmo. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado. A suscetibilidade ao DH foi determinada pela redução de matéria seca do colmo e do conteúdo de sólidos solúveis no caldo. O defi cit hídrico causou redução nas trocas gasosas, nas três fases fenológicas, em ambos os genótipos. Foi observada menor altura das plantas, menor acúmulo de matéria seca do colmo e de sólidos solúveis, e redução no número e comprimento de entrenós, apenas na fase de crescimento inicial, no clone IACSP 96-2042. Na fase de crescimento inicial, observou-se tolerância ao DH no genótipo IACSP 94-2094, com evidências de aclimatação fi siológica, e redução na produção de fi tomassa e de sólidos solúveis no genótipo IACSP 96-2042, como resposta à menor condutância estomática e à menor efi ciência aparente de carboxilação da fotossíntese. Independentemente da fase fenológica, o genótipo IACSP 94-2094 foi tolerante ao defi cit hídrico, pois manteve a produção de fi tomassa mesmo com redução das trocas gasosas.Termos para indexação: Saccharum, crescimento, fotossíntese, seca. Biometric and physiological responses to water defi cit in sugarcane at different phenological stagesAbstract -The aim of this work was to evaluate the biometric and physiological responses of sugarcane (Saccharum spp.) to water defi cit (WD), during different phenological phases. Genotypes IACSP 94-2094 and IACSP 96-2042 were subjected to WD conditions during the initial, maximum and sucrose accumulation phases. The experiment was carried out in a completely randomized design. Susceptibility to WD was established by reduction in stalk dry matter and soluble solids. Water defi cit reduced leaf gas exchange in all phenological phases of both genotypes. Lower plant height, less stalk dry matter and soluble solids, and reduction in number and length of internodes were only observed during the initial growth phase of the IACSP 96-2042 clone. In the initial growth phase, tolerance to WD was observed for IACSP 94-2094, with evidence of physiological acclimation, and for IACSP 96-2042 in reduction phytomass production and its soluble solid content, caused by lower stomatal conductance and lower apparent carboxylation effi ciency which limit photosynthesis. Regardless of the phenological phase, genotype IACSP 94-2094 was tolerant to WD, since its phytomass production was maintained even with impairment of leaf gas exchange.

This study was conducted to investigate the physiological response of sugarcane genotypes to drought and its consequence for stalk yield. Sugarcane genotypes IACSP94-2094, IACSP96-2042 and SP87-365 were subjected to water deficit during the initial growth phase by withholding water. Resistance and sensitivity patterns were defined by the impact of drought on the stalk yield and content of soluble solids in the stalk juice. IACSP94-2094 and SP87-365 were considered drought-resistant genotypes, as the stalk dry matter production and yield of soluble solids were not reduced by the water deficit. Although drought caused reductions in leaf gas exchange in all the genotypes, IACSP96-2042 was most affected when considering the cumulative reduction in photosynthesis throughout the experimental period. This photosynthetic impairment of IACSP96-2042 was related to both non-stomatal and stomatal limitations, whereas photosynthesis in SP87-365 and IACSP94-2094 were only stomatally limited under drought. In general, a reduced photosynthetic sensitivity to water deficit was an important physiological trait for dry matter production in sugarcane plants, and the concentrations of soluble carbohydrates, sucrose, starch and proline in the leaves did not reveal consistent differences between the patterns of resistance and sensitivity. Even though IACSP96-2042 was severely affected by water shortage, this genotype presented a similar stalk yield under drought and the highest stalk yield under well-watered conditions when compared to the other genotypes. This response to variable water conditions is interesting for regions with seasonal drought, whereas the pattern of drought resistance is more appropriate for regions in which drought occurs for long periods during the crop season. Our findings are also discussed from the point of view that increases in sugarcane yield and sustainable agriculture may be reached by choosing the best genotype for each specific environmental condition. I N T RO D U C T I O NWater stress affects many aspects of plant metabolism, such as photosynthesis, which are limited by decreases in stomatal conductance, the first line of defence that is activated even before reductions in the leaf water content (Chaves et al., 2008;Yordanov et al., 2003). In addition to stomatal limitation, photosynthesis is also down-regulated by decreases in total soluble protein and chlorophyll content and photochemical and biochemical inefficiencies, indicating a metabolic limitation under severe stressful §Corresponding author.

RESUMOO crescimento e a distribuição do sistema radicular afetam as respostas das plantas à ocorrência de deficiência hídrica. Este trabalho teve como objetivo avaliar em mudas de laranjeira 'Valência' enxertada sobre limoeiro 'Cravo' ou Poncirus trifoliata ('Trifoliata') o crescimento de raízes, as trocas gasosas (CO 2 e H 2 O), o potencial da água na folha e a distribuição de carboidratos nos diversos órgãos, em plantas submetidas à deficiência hídrica. As mudas foram transplantadas para 32 rizotrons, que permitiam a visualização das raízes, sendo 16 para cada porta-enxerto e submetidas ou não à irrigação. A deficiência hídrica às plantas foi aplicada pela interrupção do fornecimento de água às plantas. A condutância estomática decaiu após o quarto dia sem irrigação, causando redução da fotossíntese, da transpiração e da eficiência de carboxilação. O teor de carboidrato total (sacarose + açúcares redutores + amido) em plantas sem estresse foi maior em 'Trifoliata', e entre os tratamentos com deficiência hídrica foi sempre inferior. As massas secas das plantas sem deficiência hídrica foram maiores, em ambos os porta-enxertos. Entre os tratamentos irrigados e não irrigados, o comprimento das raízes dentro de um mesmo tipo de porta-enxerto foram semelhantes. Porém, o comprimento das raízes de laranjeira 'Valência' sobre 'Cravo' foi significativamente maior. Mesmo sob deficiência hídrica e grande queda da produção fotossintética, as raízes permaneceram crescendo, possivelmente às expensas de substrato mobilizado de outros órgãos.Palavras-chave: Carboidratos, Citrus sinensis, crescimento vegetativo, limoeiro 'Cravo', 'Trifoliata', trocas gasosas.( The growth and distribution of the root system affect the response of the plants to water deficit. This work aim at the to evaluation of 'Valencia' orange budded on 'Rangpur´ lime and Poncirus trifoliata ('Trifoliata') as to root growth, gas exchange (CO 2 and H 2 O), leaf water potential and distribution of carbohydrates in several organs, in plants submitted to water deficit. Plants were transplanted to 32 rizotrons, which allowed root visualization of the roots. Sixteen plants in each rootstock were submitted to irrigation and the other 16 remained without irrigation. Water deficit was induced withholding the water supply. Stomatal conductance declined after the fourth day without irrigation, causing a reduction of the photosynthesis, the transpiration and the carboxilation efficiency. The total carbohydrate content (sucrose + reducing sugars + starch) in plants without water stress was greater in 'Trifoliata', and among the water deficit treatments it was always less. The dry phytomass of the plants without water deficit was greater in both rootstocks. Among the irrigated and non irrigated treatments, the length of the roots same of rootstocks was similar. However, the root lengths of plants on 'Rangpur´ lime were significantly greater than that on 'Trifoliata'. Even under water deficit and great decrease of the photosynthetic production, the roots maintained growth, ...

RESUMO-A redução da fotossíntese durante o inverno pode ser induzida por noites frias, mesmo quando as condições durante o dia não são limitantes. Laranjais são formados com plantas enxertadas, sendo o porta-enxerto citrumeleiro 'Swingle' recomendado em áreas onde há ocorrência de baixas temperaturas. Todavia, os mecanismos fisiológicos pelos quais as plantas apresentam melhor crescimento e produção são pouco conhecidos. O objetivo deste estudo foi testar a hipótese de que o efeito da baixa temperatura noturna na fotossíntese de laranjeiras é dependente do porta-enxerto utilizado, com o citrumeleiro 'Swingle' (Citrus paradisi x Poncirus trifoliata) induzindo maior tolerância ao frio noturno se comparado ao limoeiro 'Cravo' (Citrus limonia). Laranjeiras 'Valência' (Citrus sinensis) com seis meses, cultivadas em sacolas plásticas (5 L), foram expostas por 12 h à temperatura noturna de 20 e 8 °C. O tratamento térmico foi realizado em câmara de crescimento, sendo apenas a parte aérea das plantas expostas às distintas temperaturas. Medidas do curso diurno das trocas gasosas e da atividade fotoquímica foram realizadas em condições ambientais naturais. O resfriamento noturno causou maior redução da assimilação de CO 2 , da condutância estomática e da transpiração em laranjeira 'Valência' sobre limoeiro 'Cravo' quando comparado às plantas sobre 'Swingle'. Após o tratamento de frio, as eficiências máxima (F v /F m ) e operacional (F q '/F m ') do fotossistema II diminuíram nas plantas sobre 'Cravo' e mantiveram-se praticamente inalteradas nas plantas enxertadas em 'Swingle'. Portanto, o porta-enxerto 'Swingle' induziu maior eficiência fotossintética em condições de frio noturno às plantas de laranjeira 'Valência' quando comparado ao porta-enxerto 'Cravo'. A queda da assimilação de CO 2 em plantas resfriadas foi devida à menor condutância estomática e menor eficiência aparente de carboxilação, ou seja, resultante de limitações difusivas e metabólicas. Embora, F v /F m e F q '/F m ' em laranjeira 'Valência' sobre 'Cravo' tenham sido mais afetados pelo resfriamento em comparação às laranjeiras sobre 'Swingle', esses não contribuíram para a redução da assimilação de CO 2 (A). Porém, o frio noturno causou aumento da atividade dos drenos alternativos de elétrons (aumento da relação entre o transporte aparente de elétrons e a assimilação de CO 2 ), reduzindo a eficiência aparente de carboxilação de forma mais significante em 'Valência' sobre 'Cravo' do que sobre 'Swingle'. Estes resultados confirmam a hipótese de que a ocorrência de frio noturno afeta a fotossíntese de laranjeira 'Valência' sendo os efeitos do resfriamento dependentes do porta-enxerto. Termos para indexação: Citrus limonia, Citrus paradisi x Poncirus trifoliata, Citrus sinensis, fluorescência da clorofila, fotossíntese. EFFECTS OF LOW NIGHT TEMPERATURE AND ROOTSTOCKS ON DIURNAL VARIATION OF LEAF GAS EXCHANGE RATES AND PHOTOCHEMICAL ACTIVITY OF 'VALÊNCIA' SWEET ORANGE PLANTSABSTRACT-Decreases in photosynthesis during winter season are probably caused by low nigh...

RESUMOO objetivo do presente estudo foi avaliar como a quantidade de frutos (carga pendente) em laranjeira 'Valência' em um ano afeta o teor de carboidratos em folhas, o crescimento vegetativo, o florescimento, a frutificação e a produção de frutos na safra do ano seguinte, em plantas submetidas ou não à irrigação. O experimento foi desenvolvido em duas fases. Na primeira fase do experimento, em metade das laranjeiras irrigadas e não irrigadas foram retirados todos os frutos. O experimento foi realizado em um delineamento fatorial 2 x 2 com seis repetições. Analisaram os resultados por meio de análise de variância e as médias foram comparadas pelo teste Tukey a 5%. A presença de frutos afetou o crescimento vegetativo e a intensidade de florescimento. Na segunda fase de experimento, as mesmas laranjeiras em que se retiraram os frutos tiveram maior produção. Em laranjeiras com maior produção de frutos, observou-se menor intensidade de florescimento, demonstrando que foi parcialmente inibido por eles. Nos resultados não houve evidências de que o teor de carboidratos tivesse limitado o florescimento. Não houve evidências também que a menor intensidade de florescimento foi devida à competição por carboidratos com os frutos. As baixas temperaturas do inverno foram suficientes para induzir o florescimento nas plantas irrigadas. Porém, o florescimento foi mais intenso quando, no período de indução, também ocorreu deficiência hídrica, nas plantas não irrigadas. O número fixado de frutos e o crescimento inicial dos frutos são limitados pela disponibilidade de carboidratos.Palavras-chaves: Citrus sinensis L., carboidratos, crescimento vegetativo, crescimento reprodutivo, indução de florescimento.

ResumoEmbora a resposta da fotossíntese de plantas de cana-de-açúcar a estresses ambientais seja conhecida, o acúmulo de fitomassa e a dinâmica de carboidratos de reserva diante da exposição simultânea ao frio e à seca são pouco conhecidos. Este trabalho objetiva investigar o efeito do déficit hídrico e da baixa temperatura radicular, isolados e simultaneamente, no genótipo de cana-de-açúcar IACSP94-2094, considerado tolerante à seca. Como hipótese, consideramos que este genótipo também é tolerante à baixa temperatura radicular, já que baixas temperaturas e déficit hídrico ocorrem simultaneamente no campo. A imposição da restrição hídrica de forma isolada ou simultaneamente à baixa temperatura radicular causou redução do potencial da água na folha e da assimilação de CO 2 , o que não foi observado nas plantas submetidas apenas à baixa temperatura do substrato. Os teores foliares de carboidratos não estruturais, de sacarose e de amido aumentaram nas plantas sob frio radicular. Nos tratamentos com déficit hídrico, apenas o teor de amido foliar diminuiu. Os estresses radiculares causaram aumento nos teores de açúcares solúveis totais e diminuição no teor de amido nas raízes. Como o acúmulo de fitomassa das plantas não foi afetado, mesmo com a restrição no crescimento radicular nos tratamentos com baixa temperatura do substrato, conclui-se que o genótipo de cana-de-açúcar IACSP94-2094 contém indícios de tolerância à baixa temperatura radicular. A manutenção do crescimento da planta deve estar associada à degradação das reservas de amido foliares e radiculares.Palavras-chave: Saccharum, seca, baixa temperatura, crescimento, fotossíntese. Gas exchange and carbohydrate balance in sugarcane plants under root stressful conditions AbstractAlthough the photosynthetic responses of sugarcane plants to environmental stresses are well documented, the biomass accumulation and the dynamic of carbohydrate reserves under simultaneous exposure of roots to low temperature and drought are not known. This work aims to investigate the effect of water deficit and low substrate temperature stresses, occurring alone or in combination, on the sugarcane IACSP94-2094, a drought-tolerant genotype. As our hypothesis, we assume that this genotype is also tolerant to low substrate temperature, since low temperatures and water deficit occur simultaneously under field conditions. The water deficit alone or in combination with low substrate temperature caused reductions in leaf water potential and CO 2 assimilation, which was not observed in plants subjected only to low substrate temperature. The leaf concentration of non-structural carbohydrates, sucrose and starch increased in plants under root chilling. In plants subjected to water deficit, we noticed decreases in leaf starch concentration. The root stresses caused an increase in the total soluble sugar concentration and reduction in starch concentration in sugarcane roots. As the plant biomass accumulation was not affected, even with the impairment of root growth under low substrate temperature...

Low temperatures negatively impact the metabolism of orange trees, and the extent of damage can be influenced by the rootstock. We evaluated the effects of low nocturnal temperatures on Valencia orange scions grafted on Rangpur lime or Swingle citrumelo rootstocks. We exposed six-month-old plants to night temperatures of 20ºC and 8ºC under controlled conditions. After decreasing the temperature to 8ºC, there were decreases in leaf CO 2 assimilation, stomatal conductance, mesophyll conductance and CO 2 concentration in the chloroplasts, in plant hydraulic conductivity and in the maximum electron transport rate driven ribulose-1,5bisphosphate (RuBP) regeneration in plants grafted on both rootstocks. However, the effects of low night temperature were more severe in plants grafted on Rangpur rootstock, which also presented reduction in the maximum rate of RuBP carboxylation and in the maximum quantum efficiency of the PSII. In general, irreversible damage due to night chilling was found in the photosynthetic apparatus of plants grafted on Rangpur lime. Low night temperatures induced similar changes in the antioxidant metabolism, preventing oxidative damage in citrus leaves on both rootstocks. As photosynthesis is linked to plant growth, our findings indicate that the rootstock may improve the performance of citrus trees in environments with low night temperatures, with Swingle rootstock improving the photosynthetic acclimation in leaves of orange plants.

The aim of this study was to evaluate the effects of low air temperature during nocturnal (T N ) and diurnal (T D ) periods as well as the substrate temperature (T S ) on photosynthesis of 'Valencia' orange tree grafted on Rangpur lime rootstock. The experiment was carried out in a growth chamber with seven-month-old plants. The plants were exposed to the following temperature regimes: low substrate temperature (LT S , with: T D = 28°C, T N = 20°C, T S = 10°C); low air temperature during night (LT N , with: T D = 28°C, T N = 10°C, T S = 26°C); low temperature during nighttime and also low substrate temperature (LT SN, with: T D = 28°C, T N = 10°C, T S = 10°C); low air temperature during both diurnal and nocturnal periods (LT ND , with: T D = 17°C, T N = 10°C, T S = 26°C); and finally to low air temperature (night and day) and low substrate temperature (LT SND , with: T D = 17°C, T N = 10°C, T S = 10°C). As reference (control), plants were subjected to T D = 28°C, T N = 20°C, and T S = 26°C. Measurements of leaf gas exchange, photochemical activity and carbohydrate concentrations were performed after six days of exposure to each thermal treatment. Compared to the control, all thermal regimes caused reductions in photosynthesis due to diffusive and metabolic limitations. The photoinhibition was transient in plants exposed to night and substrate low temperatures, whereas it was severe and chronic in plants subjected to chilling during the diurnal period. However, the lowest photosynthesis was observed in plants with low substrate temperature of 10°C (in LT S , LT SND and LT SN treatments), regardless of air temperature. The occurrence of cold night and/or its combination with low substrate temperature caused accumulation of starch in leaves. When considering carbohydrate concentrations in stems and roots, it was not possible to establish a clear response pattern to chilling. In conclusion, the low substrate temperature causes a greater reduction of CO 2 assimilation in citrus plants as compared to the occurrence of low air temperature, being such response a consequence of diffusive and biochemical limitations.