Como os estresses abióticos impactam nos fatores produtivos da soja? Para iniciarmos, vale lembrar que na maioria das vezes, condições como a alta radiação, temperatura e déficit hídrico são correlacionadas. Se uma delas existe, as outras, provavelmente, também surgirão. O primeiro tópico importante é a luz.

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Estresses abióticos: Luz

Apenas mais luz não é suficiente para maiores produtividades, o segredo está na eficiência da fotossíntese.

Se a quantidade de luz vinda do sol (ilustrada pelo eixo x) aumentasse de forma linear com a taxa fotossintética, o resultado seria uma reta (reta vermelha no gráfico). Mas na natureza, sabemos que não é assim que acontece.

Os acréscimos ocorrem de forma decrescente e não linear. Quanto mais luz, menor é o acréscimo em taxa fotossintética da planta.

E se está chegando muito mais energia, para onde está indo toda essa energia que não está sendo convertida em  fotossíntese?

Ela pode ir para vários lugares, mas de forma geral, duas são as situações mais comuns.

1. Parte desses elétrons batem na molécula de clorofila e são refletidos de volta para o ambiente, na forma de calor ou fluorescência.
2. Essa energia vai entrar no fotossistema que já está sobrecarregado e vai “escapar” na forma de elétron livre. Quando isso acontece, o elétron que fica livre na planta vai encontrar oxigênio dentro do parênquima (onde a planta está fazendo fotossíntese) e quando eles se encontram, o oxigênio forma peróxido de hidrogênio (água oxigenada). E essa água oxigenada é uma espécie reativa de oxigênio.

Afinal, o que é uma espécie reativa de oxigênio?

São moléculas altamente reativas, isso é, instáveis, e que oxidam os tecidos da planta, causando o “envelhecimento” pela degradação das membranas celulares e de cloroplastos (membranas são estruturas lipídicas que definem os limites das células e das organelas).

Então, quando um cloroplasto é “atacado” por moléculas de espécies reativas de oxigênio, ocorre a sua lise, isto é, a sua quebra, e essa estrutura deixa de fazer fotossíntese. Junto à quebra de um cloroplasto há perda de várias moléculas que custaram energia para serem fabricadas pela planta, como clorofila, Rubisco e uma série de outros compostos e enzimas.

De forma geral, quanto maior a intensidade luminosa, mais o metabolismo que lida com espécies reativas de oxigênio vai ter que trabalhar. Dessa forma, a planta exposta a estresses abióticos precisa fazer uma série de enzimas que degradam essas espécies reativas de oxigênio, para reduzir os danos e a morte celular.

Vale lembrar que quando vemos escaldadura no campo, é basicamente a produção muito elevada dessas espécies reativas de oxigênio. 

Em folhas mais velhas (menos verdes), o estresse oxidativo é maior do que em folhas mais jovens (mais verdes), porque os fotossistemas estão menos eficientes para lidar do sol. Nesse sentido, dois hormônios vegetais são muito importantes para manter as folhas verdes e fotossinteticamente ativas por mais tempo. São eles: a citocinina (CK) e o ácido giberélico (GA). Por manterem as folhas mais verdes e por mais tempo, esses dois hormônios, juntos, colaboram aumentando as taxas fotossintéticas da planta.

Por que é importante manter as estruturas do rubisco e da clorofila conservadas dentro da planta?

Quanto mais tempo mantivermos essas moléculas funcionais e eficientes, menor será o gasto metabólico da planta com a manutenção de cloroplastos (renovação das moléculas de Rubisco e clorofila).

Nesse sentido, plantas com cloroplastos mais eficientes e menos custosos de se manter resultam em um saldo de fotossínteses líquida mais positivo, permitindo maior acúmulo de reservas para o enchimento de grãos.

Estresses abióticos: Luminosidade e déficit hídrico

Essas duas condições andam juntas, quando consideramos a cultura da Soja!

Em uma condição bem irrigada, os estômatos ficam mais abertos, se comparados a uma condição de pouca água. Quanto maior a abertura dos estômatos em plantas C3, mais fotossíntese, como indicado na imagem acima.

Em condições de pouca água, existe menor abertura dos estômatos, que também é modificada por dias mais luminosos. É importante lembrar que a falta de água no solo fecha muito mais estômatos do que a abertura causada por dias bastante luminosos.

Então, cenários com estresses abióticos, – dias com muita luz, altas temperaturas e pouca água no solo -, não são vantajoso visto que a abertura estomática será menor.

Fotorrespiração

A Rubisco, enzima que deve se ligar ao CO2 no parênquima da folha, não é uma enzima tão específica para essa ligação e, por isso, também é capaz de se ligar a moléculas de oxigênio.

Quando isso acontece, ao invés da formação de duas moléculas de fosfoglicerato (que ocorreria na ligação da Rubisco com CO2), acontece a formação de uma molécula de fosfoglicerato e uma molécula de fosfoglicolato, e o fosfoglicolato ou Glicolato, não tem nenhuma função para a fotossíntese da planta. Essa ligação indesejada da Rubisco com o oxigênio chama-se fotorrespiração.

A fotorrespiração está ocorrendo o tempo todo em condições agrícolas, se nos referirmos às plantas com metabolismo C3. Para lidar com a formação do glicolato, a planta tem que gastar algumas moléculas de ATP (energia) para transformá-lo em um substrato útil para o processo de fotossíntese. Por isso, o saldo líquido da fotossíntese é menor quanto maiores os níveis de fotorrespiração. 

De forma geral, a fotorrespiração traz perdas porque a planta gasta muita energia para fazer pouco carboidrato.

O processo de fotorespiração também é dependente de temperatura. Quanto mais quente o dia, maior será a formação e glicolato (Figura acima)! 

Nós precisamos usar os conhecimentos em fisiologia vegetal para maximizar a produtividade e tornar a planta mais resistente aos estresses abióticos.

Mas isso é assunto para outro conteúdo!