DR. GAYLON S. CAMPBELL

A fonte definitiva de toda a energia na Terra é o sol. A disponibilidade dessa energia para a maioria dos organismos ocorre por meio da fotossíntese, a conversão de_CO2 e _H2Oem carboidratos (energia armazenada) e_O2. A fotossíntese ocorre quando os pigmentos dos fotossintetizadores absorvem a energia dos fótons, dando início a uma cadeia de eventos fotoquímicos e químicos. Onde ocorre essa troca de energia e material? Nas copas das plantas. A quantidade de fotossíntese que ocorre nos dosséis depende da quantidade de radiação fotossinteticamente ativa (PAR) interceptada pelas folhas nos dosséis.

É mais complicado do que você imagina

A taxa na qual a fotossíntese ocorre em uma folha pode ser calculada, mas nas copas, as folhas funcionam coletivamente. A extrapolação da fotossíntese de folhas individuais para dosséis inteiros é complexa; o grande número de folhas e sua disposição na estrutura do dossel podem ser impressionantes. A área, a inclinação e a orientação das folhas afetam o grau em que a luz é capturada e usada em um dossel.

A luz varia drasticamente nos dosséis

A luz varia drasticamente, tanto espacial quanto temporalmente, através dos dosséis. O nível médio de luz diminui mais ou menos exponencialmente ao longo do dossel, conforme aumenta a quantidade de superfície foliar encontrada. Em alguns dosséis, a maior quantidade de área foliar ocorre perto do centro. Portanto, a análise da estrutura do dossel se torna cada vez mais complexa à medida que se avança de uma única planta para povoamentos da mesma planta ou para comunidades de plantas, devido à variedade de plantas e formas de crescimento.

A absorção da radiação e a fotossíntese resultante dependem da orientação das folhas, da elevação do sol no céu, da distribuição espectral e das múltiplas reflexões da luz, além da disposição das folhas. Os padrões de luz e áreas sombreadas podem ser complicados e mudar com a posição do sol. Além disso, a sazonalidade da folhagem pode resultar em uma interceptação bastante pequena do PAR pelo dossel durante a maior parte do ano. A PAR também pode ser interceptada por partes não fotossintéticas das plantas (casca, flores, etc.).

A disposição das folhas afeta a interceptação da luz

A disposição das folhas (orientação angular) afeta a interceptação da luz. Folhas com orientação estritamente vertical ou horizontal são casos extremos, mas há uma grande variedade de ângulos. As folhas verticais absorvem menos radiação quando o sol está em um ângulo alto e mais radiação quando o sol está em um ângulo baixo; o inverso é verdadeiro para as folhas horizontais. A maior capacidade fotossintética pode ser obtida por meio de uma mudança de folhas quase verticais para quase horizontais mais abaixo. Essa disposição leva a uma penetração eficaz do feixe e a uma distribuição mais uniforme da luz.

Leaf area index (LAI), uma medida da folhagem em um dossel, é a propriedade do dossel que tem o maior efeito sobre a interceptação da radiação. O LAI geralmente varia entre 1 e 12. Valores de 3 a 4 são típicos de espécies com folhas horizontais, como a alfafa; valores de 5 a 10 ocorrem em espécies com folhas verticais, como gramíneas e cereais, ou em plantas com folhas altamente agrupadas, como o abeto. Os LAIs mais altos geralmente ocorrem em florestas de coníferas, que têm gerações de folhas sobrepostas. Essas florestas têm uma vantagem fotossintética devido à longevidade das agulhas individuais.

Os métodos indiretos podem ser problemáticos

A variabilidade da distribuição das folhas nos dosséis resulta em grandes variações de luz. Para determinar a luz em qualquer altura do dossel, o PAR deve ser medido em vários locais e, em seguida, calculada a média. Os métodos diretos de medição incluem o uso de sensores de linha horizontal cuja saída é a média espacial do comprimento do sensor. O comprimento adequado do sensor ou o número de pontos de amostragem depende do espaçamento entre as plantas. O METER's ACCUPAR LP-80 tem uma matriz de 80 fotodiodos em uma sonda que pode medir o PAR médio ou o PAR ao longo de segmentos específicos da sonda.

Os métodos indiretos para medir a estrutura do dossel baseiam-se no fato de que a estrutura do dossel e a posição solar determinam a radiação dentro do dossel. Como é difícil medir a distribuição tridimensional das folhas em um dossel, os modelos de interceptação de luz e crescimento de árvores geralmente assumem uma distribuição aleatória em todo o dossel; no entanto, as folhas geralmente são agregadas ou agrupadas.

Por que medir a fotossíntese ou PAR?

A capacidade de medir o PAR ajuda a entender os padrões espaciais exclusivos que diferentes plantas têm para exibir superfícies fotossintéticas. Como o uso eficaz do PAR influencia a produção das plantas, o conhecimento da diversidade estrutural das copas auxilia a pesquisa sobre a produtividade das plantas. Um resultado: os pesquisadores podem usar as informações sobre a capacidade das diferentes plantas de interceptar e usar o PAR para projetar modificações na estrutura do dossel que melhoram significativamente o rendimento da colheita.

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