Evolução da Agronomia e Fisiologia Vegetal

Antoine Lavoisier encontrou que a matéria orgânica presente nas plantas era formada por grande quantidade de carbono e oxigênio. Em 1741, J. A. Kulbel lança a “teoria do húmus”, segundo a qual as plantas obtinham seu carbono a partir da matéria orgânica (M.O.) do solo.

Evolução da Agricultura na Idade Moderna

Priestley, Jan e Senebier demonstraram que as folhas das plantas, na presença de luz, captavam dióxido de carbono e emitiam quantidades equivalentes de oxigênio. Jean Senebier acrescentou que a água estava envolvida e foi o primeiro cientista a atingir uma concepção razoavelmente válida da Fotossíntese.

Por volta de 1800, Julius Sachs e outros pesquisadores descobriram que as plantas apresentavam em sua constituição nitrogênio, potássio, enxofre, sulfato e outros elementos, e que os mesmos eram importantes no crescimento das plantas. Por volta de 1900, Hales demonstrou que a água é absorvida do solo, translocada no interior da planta e perdida na forma gasosa para a atmosfera através da folha (transpiração).

Agronomia

A Agronomia (agros = campos, nomos = ciência) estuda as leis físicas, químicas e biológicas aplicadas aos solos, culturas e rebanhos, melhorando-os para o máximo progresso das nações e bem-estar da humanidade.

Idade Contemporânea

Crescimento populacional + queda da fertilidade dos solos = escassez de alimentos. No final do século XVIII, intensifica-se a adoção de sistemas de rotação de culturas com plantas forrageiras (capim e leguminosas), onde pecuária e agricultura se integram. Esta fase é conhecida como Primeira Revolução Agrícola.

No final do século XIX e início do século XX, os problemas de escassez de alimentos na Europa intensificam-se. Descobertas científicas e tecnológicas: fertilizantes químicos, melhoramento genético, máquinas e motores à combustão. A atividade rural passa a ser chamada de Agricultura Industrial (AI), Agricultura Convencional ou Agricultura Química. Esta fase é chamada de Segunda Revolução Agrícola.

Na década de 60, esse modelo de agricultura começou a dar sinais de exaustão: desflorestamento, diminuição da biodiversidade, da fertilidade dos solos e aumento da erosão. A água, os animais silvestres e os agricultores estavam sendo contaminados por agrotóxicos em decorrência da produção agrícola.

A Planta

Grande diversidade de tamanhos e formas vegetais:

• Tamanho: 1,0 cm até 100 m de altura.
• Formas: herbácea (melancia) até arbóreas (mangueira).

Características dos Vegetais

• Fotossíntese:
  • Luminosa: captação de energia solar e conversão em energia química (ATP e NADPH).
  • Carboxilativa: captação de CO2 e água para síntese de carboidrato.
• Não são móveis: crescem em busca dos recursos essenciais (água, luz e nutrientes minerais do solo).
• Estruturalmente reforçadas.
• As plantas perdem água continuamente por transpiração.
• Mecanismos de transporte:
  • Água e nutrientes do solo (xilema) → fotossíntese (folha).
  • Carboidratos produzidos na fotossíntese (folhas) → para outros órgãos da planta (floema).

Estruturas da Planta

Três órgãos principais:

• Folhas: fotossíntese.
• Caule: sustentação.
• Raiz: fixação e absorção de água e nutrientes do solo.

A Célula Vegetal

• Parede celular.
• Vacúolo (90 a 98%).
• Cloroplasto: fotossíntese.

Fotossíntese

“Transformação de energia luminosa em energia química que é utilizada na síntese de carboidratos a partir da assimilação do CO2”.

• Respiração: carboidratos (sacarose) e oxigênio (O2) → ATP e NADH → Aminoácidos e proteínas → Ácidos graxos e lipídios → Vitaminas.

Fotossíntese em Plantas

• Folhas: mesofilo (parênquima paliçádico e lacunoso).
• Células do mesofilo: ricas em cloroplastos.
• Pigmentos verdes: clorofila (especializadas na absorção de luz).

Luz (Características)

• Intensidade: 2.400 μmol m⁻² s⁻¹ ou 1.800 μmol m⁻² s⁻¹.
• Duração: comprimento do dia.
• Qualidade: comprimento de onda [380 nm (UV) até 780 nm (VD)].
• RFA (Radiação Fotossinteticamente Ativa): 400 a 700 nm.
  • Azul (450 nm).
  • Vermelho (675 nm).
  • Verde (500 a 550 nm): a clorofila reflete a luz.

Captação de Luz (Reações Fotoquímicas)

• Sistema antena (clorofila e carotenoides): Clorofila + LUZ → Clorofila* (excitada).
• Transferência de energia entre moléculas de clorofila.
• P680 – clorofila a (forte oxidante): oxida a água (O2 e H+).
• Reduz o NADP a NADPH (Nicotinamida Adenina Dinucleotídeo Fosfato).
• ADP em ATP (Adenosina Trifosfato).

Captação de CO2 (Reações Bioquímicas ou Carboxilativas)

• CO2 adentra a planta pelos estômatos.
• Entra nas células por difusão e dirige-se até o cloroplasto.
• Ribulose-1,5-Bifosfato (composto orgânico de 5 carbonos) + Rubisco (ATP + NADPH).
• Ribulose-1,5-Bifosfato + CO2 → 2-Gliceraldeído-3-fosfato → Sacarose.
• Translocada na planta através do floema.