Impact of elevated temperature scenarios on potato leaf development

Abstract

ABSTRACT:The objective of this study was to simulate the impact of elevated temperature scenarios on leaf development of potato in Santa Maria, RS, Brazil. Leaf appearance was estimated using a multiplicative model that has a non-linear temperature response function which calculates the daily leaf appearance rate (LAR, leaves day -1 ) and the accumulated number of leaves (LN) from crop emergence to the appearance of the upper last leaf. Leaf appearance was estimated during 100 years in the following scenarios: current climate, +1 °C, +2 °C, +3 °C, +4 °C e +5 °C. The LAR model was estimated with coefficients of the Asterix cultivar in five emergence dates and in two growing seasons (Fall and Spring). Variable of interest was the duration (days) of the crop emergence to the appearance of the final leaf number (EM-FLN) phase. Statistical analysis was performed assuming a three-factorial experiment, with main effects being climate scenarios, growing seasons, and emergence dates in a completely randomized design using years (one hundred) as replications. The results showed that warmer scenarios lead to an increase, in the fall, and a decrease, in the spring growing season, in the duration of the leaf appearance phase, indicating high vulnerability and complexity of the response of potato crop grown in a Subtropical environment to climate change. KEYWORDS:Solanum tuberosum, global warming, leaf appearance, agricultural crops, food security. IMPACTO DE CENÁRIOS DE AUMENTO DE TEMPERATURA NODESENVOLVIMENTO FOLIAR DA BATATA RESUMO: O objetivo, neste trabalho, foi estimar o impacto de cenários de temperaturas elevadas no desenvolvimento foliar da cultura da batata, em Santa Maria-RS, Brasil. A emissão de folhas da cultura da batata foi estimada por um modelo multiplicativo com função de reposta não linear à temperatura que calcula a taxa diária de aparecimento de folhas (TAF, folhas dia -1 ) e o número acumulado de folhas (NF) a partir da data de emergência da cultura até o surgimento da última folha. A emissão de folhas foi estimada em 100 anos de cada um dos cenários climáticos: clima atual, +1 °C, +2 °C, +3 °C, +4 °C e +5 °C. O modelo da TAF foi estimado com coeficientes da cultivar Asterix, em cinco datas de emergência e em duas estações de cultivo (Outono e Primavera). A variável de interesse foi duração (em dias) da fase de emergência das plântulas até o aparecimento da folha final (EM-FF). A análise estatística constou de um experimento trifatorial, com os fatores principais sendo cenários climáticos, estações de cultivo e datas de emergência no delineamento inteiramente casualizado, com anos (cem anos) como repetições. Observou-se que cenários mais quentes levam a um aumento, no cultivo de outono, e a uma diminuição, no cultivo de primavera, da duração da fase de emissão de folhas, indicando grande vulnerabilidade e complexidade da resposta da batata cultivada em ambiente Subtropical à mudança climática. PALAVRAS-CHAVE:Solanum tuberosum, aquecimento global, emissão de folhas, culturas agrícolas, segurança alimentar.

Exigências térmicas e filocrono de Dipteryx alata sob níveis de sombreamento na transição Cerrado-Amazônia

“…As condições ambientais exercem papel importante no estabelecimento inicial das plantas, pois as interações de fatores ambientais como radiação solar, temperatura do ar e umidade relativa do ar influenciam significativamente nas respostas das plantas à mudança de temperatura, acelerando ou prolongando as fases fenológicas de desenvolvimento [32], a taxa de emissão de folhas e a área foliar [7] e em condição de estresse térmico, de modo a comprometer a qualidade de produção do vegetal [11]. Nesse estudo, foram identificadas algumas adaptações do aparelho fotossintético das mudas de Dipteryx alata na condição de pleno sol, como: redução do número de folhas e consequentemente da área foliar, limbo foliar (folíolos) mais espesso e inclinação das folhas no sentido paralelo à incidência da radiação solar em função da alta temperatura e incidência da radiação global.…”

“…Em geral, os efeitos da temperatura do ar associados à radiação solar, em condições de estresse térmico, resultam em alterações significativas na temperatura foliar, no funcionamento dos complexos enzimáticos, reações químicas, na desestabilização de membranas e proteínas, no potencial hídrico das células, na fixação de CO2, acúmulo e partição de matéria seca durante a fotossíntese [6] e na taxa de emissão de folhas [7].…”