Photosynthetic responses of young cashew plants to varying environmental conditions Translated title: Respostas da fotossíntese à variação das condições ambientais em plantas jovens de cajueiro

Abstract

The aim of this study was to characterize gas exchange responses of young cashew plants to varying photosynthetic photon flux density (PPFD), temperature, vapor-pressure deficit (VPD), and intercellular CO2 concentration (Ci), under controlled conditions. Daily courses of gas exchange and chlorophyll a fluorescence parameters were measured under natural conditions. Maximum CO2 assimilation rates, under optimal controlled conditions, were about 13 mmol m-2 s-1 , with light saturation around 1,000 mmol m-2 s-1. Leaf temperatures between 25ºC and 35ºC were optimal for photosynthesis. Stomata showed sensitivity to CO2, and a closing response with increasing Ci. Increasing VPD had a small effect on CO2 assimilation rates, with a small decrease above 2.5 kPa. Stomata, however, were strongly affected by VPD, exhibiting gradual closure above 1.5 kPa. The reduced stomatal conductances at high VPD were efficient in restricting water losses by transpiration, demonstrating the species adaptability to dry environments. Under natural irradiance, CO2 assimilation rates were saturated in early morning, following thereafter the PPFD changes. Transient Fv/Fm decreases were registered around 11h, indicating the occurrence of photoinhibition. Decreases of excitation capture efficiency, decreases of effective quantum yield of photosystem II, and increases in non-photochemical quenching were consistent with the occurrence of photoprotection under excessive irradiance levels.

Translated abstract

O objetivo deste trabalho foi caracterizar as respostas das trocas gasosas de plantas jovens de cajueiro à densidade de fluxo de fótons fotossintético (DFFF), temperatura, déficit de pressão de vapor (DPV) e concentração interna de CO2 (Ci), sob condições controladas. Cursos diários das trocas gasosas e de variáveis de fluorescência da clorofila a foram obtidos sob condições naturais. A taxa de assimilação de CO2 máxima foi de cerca de 13 mmol m-2 s-1, com saturação pela luz em torno de 1.000 mmol m-2 s-1. As temperaturas das folhas entre 25ºC e 35ºC corresponderam à faixa ótima para a fotossíntese. Os estômatos mostraram-se sensíveis ao CO2 e se fecharam com aumentos de Ci. Aumentos do DPV exerceram pequeno efeito sobre a taxa de assimilação de CO2, com uma pequena diminuição acima de 2,5 kPa. Os estômatos, no entanto, foram fortemente afetados pelo DPV, com fechamento gradativo acima de 1,5 kPa. As condutâncias estomáticas, reduzidas em altos DPVs, foram eficientes em restringir as perdas de água pela transpiração e demonstraram adaptação da espécie a ambientes secos. Sob irradiância natural, a taxa de assimilação de CO2 apresentou saturação no início da manhã, variando posteriormente com as variações da DFFF. Decréscimos transientes da razão Fv/Fm foram registrados em torno de 11h, o que indica a ocorrência de fotoinibição. Decréscimos da eficiência de captura da energia de excitação, decréscimos da eficiência efetiva do fotossistema II e aumentos da extinção não-fotoquímica foram consistentes com a ocorrência de fotoproteção sob irradiância excessiva.