Aula 03: Fisiologia e Desenvolvimento dos Cereais · Gabarito comentado (Blocos B e C)¶
Tip
Confira aqui depois de ter tentado responder por conta própria. Cada questão explica por que a resposta certa está certa e por que cada distratora é tentadora, que é onde mora metade do aprendizado. O Bloco A não está aqui: ele é discutido em sala, no início da Aula 04, sem gabarito escrito.
Bloco B: Consolidação da Aula 03¶
B1. Gabarito: (a). Calor e estômatos fechados são a receita da fotorrespiração: no arroz (C3) a RuBisCO perde afinidade pelo CO₂ e ganha pelo O₂ acumulado, e a fotorrespiração sobe; no milho (C4) a PEP-carboxilase e a anatomia Kranz concentram CO₂ sobre a RuBisCO e a mantêm suprimida. (b) inverte o mecanismo: o fechamento estomático corta o CO₂ e faz o O₂ da própria fotossíntese acumular, o que aumenta a fotorrespiração. (c) troca os papéis: a PEP-carboxilase não perde afinidade no calor e a anatomia Kranz é da C4 (milho), não do arroz. (d) ignora a captura primária pela PEP-carboxilase nas C4; a RuBisCO é comum às duas, mas não é a enzima de captura primária no milho. Objetivo: diferenciar C3 e C4 sob estresse térmico e hídrico. Bloom: aplicar/analisar.
B2. Gabarito: (c). À noite não há luz nem fotossíntese, resta a respiração, que consome os carboidratos acumulados de dia; noites quentes (acima de 24 °C) aceleram essa queima e derrubam o saldo de carbono, encurtando o enchimento. O regime ideal do milho combina dias de 30 a 33 °C com noites frias. (a) é a confusão central: não há fotossíntese à noite, logo noite quente não "prolonga" fabricação, só aumenta o gasto. (b) ignora o efeito da temperatura noturna sobre a respiração de manutenção. (d) inverte o fato: noites frias preservam o saldo; não paralisam a translocação. Objetivo: justificar o efeito da temperatura noturna sobre o balanço de carbono. Bloom: analisar.
B3. Gabarito: (b). No milho, a remoção parcial de grãos mostra que o suprimento de fotoassimilados nem sempre limita: o gargalo costuma ser a capacidade do dreno. No trigo, o ganho histórico veio do aumento do número de grãos por metro quadrado, não do peso individual, sinal de que a fonte era suficiente e o número de drenos limitava. (a) inverte a conclusão: nos materiais modernos a fonte geralmente sobra, e o excedente vai para o colmo. (c) contraria a história do trigo, cujo avanço não veio do peso do grão. (d) atribui o limite à remobilização, que é um mecanismo de compensação, não o gargalo dos materiais modernos. Objetivo: identificar o termo limitante da relação fonte-dreno. Bloom: analisar.
B4. Gabarito: (d). A camada preta marca a maturidade fisiológica: máximo de matéria seca, máximo vigor e ruptura da ligação vascular. A partir dali o grão não ganha nem perde matéria seca, apenas perde água (dry down); no milho a umidade nesse ponto está em 30% a 35%, alta demais para colher sem perdas. (a) contém o erro clássico: após a maturidade fisiológica o grão não perde matéria seca, só água, então esperar o dry down não custa rendimento de grão. (b) confunde maturidade fisiológica com umidade ideal de colheita (14% a 18% no milho). (c) inverte a cronologia: a divisão celular do endosperma é etapa inicial e já se encerrou muito antes da camada preta. Objetivo: separar maturidade fisiológica de ponto de colheita. Bloom: aplicar.
B5. (aberta) Resposta esperada. O sorgo combina dois mecanismos. Escape: sistema radicular fibroso e profundo (raízes secundárias com o dobro das do milho) e alongamento de raízes finas que capturam a água residual em profundidade. Tolerância bioquímica: sob estresse osmótico, o transcriptoma mostra aumento de até 100 vezes na expressão das expansinas, proteínas que flexibilizam a parede celular (de modo dependente de pH, rompendo pontes de hidrogênio entre a celulose e os glicanos), permitindo desidratação mais lenta da folha e murcha reversível; a planta reduz o metabolismo, murcha e se recupera quando o estresse cessa. Some-se a via C4, muito eficiente no uso da água (271 kg de água por kg de matéria seca na comparação de Aldrich, o topo da economia hídrica). O milho também é C4 e converte água em matéria seca com eficiência, mas tem raiz superficial (a maioria nos primeiros 30 cm), o que reduz a tolerância: num veranico ele não alcança a água profunda que o sorgo explora. Por isso o sorgo atravessa veranicos que derrubariam o milho. Ressalva: nem a economia hídrica do sorgo o protege de um déficit coincidente com o florescimento. Objetivo: comparar mecanismos de tolerância à seca entre culturas. Bloom: analisar/avaliar.
B6. (aberta) Resposta esperada. O calor acelera o desenvolvimento e encurta a fase de enchimento (o período entre a antese e a maturidade fisiológica varia de 27 a 43 dias, em boa parte por efeito da temperatura). O amido é limitado pelo tempo de enchimento: menos dias de deposição significam menos amido acumulado, logo grão mais leve. Já o nitrogênio (proteína) é limitado pela fonte, não pelo tempo; com o amido reduzido, a mesma quantidade de proteína passa a representar uma fração maior da massa do grão, elevando o teor de proteína e a força do glúten, o que altera o comportamento de panificação. Ou seja, o calor não precisa aumentar a proteína em termos absolutos: basta encurtar o amido para que a proporção de proteína suba. É um trade-off entre peso e qualidade proteica. Objetivo: explicar o efeito do calor sobre peso e composição do grão de trigo. Bloom: analisar.
B7. (aberta) Resposta esperada. O Índice de Colheita é a fração da matéria seca total da parte aérea que a planta converte em grão, ou seja, mede a eficiência de partição. O milheto tem o menor Índice de Colheita entre os cereais (0,20 a 0,35 nos materiais comerciais), porque sua partição privilegia a biomassa vegetativa em vez do grão: por isso produz muita palhada e pouco grão. O milho fica em 0,45 a 0,55, com dreno bem definido (uma a duas espigas), alocando forte para o grão. Assim, um mesmo traço, a baixa partição para o grão, explica os dois fatos ao mesmo tempo: o milheto é a maior fonte de palhada (cobertura para o plantio direto) e o cereal de menor rendimento de grãos. Importante separar dois planos: o milheto é C4 e eficiente na captação de recursos, mas eficiência de captação não é o mesmo que alocação para o grão. Objetivo: interpretar o Índice de Colheita como partição e comparar culturas. Bloom: avaliar.
Bloco C: Cálculo e diagnóstico¶
C1. (cálculo) Resolução (4 casas decimais).
(i) Número de grãos por m² de solo = IAF × grãos por m² de folha = 4,0 × 800 = 3.200,0000 grãos/m². (O IAF, em m² de folha por m² de solo, cancela o "por m² de folha" e sobra grãos por m² de solo.)
(ii) Rendimento = grãos por m² de solo × peso do grão = 3.200,0000 × 0,30 = 960,0000 g/m². Conversão para kg/ha (1 g/m² = 10 kg/ha): 960,0000 × 10 = 9.600,0000 kg/ha (9,6 t/ha).
(iii) Índice de Colheita = matéria seca do grão ÷ matéria seca total da parte aérea = 960,0000 ÷ 2.000,0000 = 0,4800.
Comentário: 0,4800 está dentro da faixa típica do milho (0,45 a 0,55), coerente com um dreno bem definido e alta partição para o grão. A equação deixa explícito onde agir: o primeiro termo (IAF) mede a fonte que intercepta luz, o segundo (grãos por área foliar) mede o tamanho do dreno, e o terceiro (peso do grão) mede quanto foi de fato armazenado. Em milho moderno, o termo que mais costuma limitar é o número de grãos, ou seja, o dreno. Objetivo: aplicar a equação do rendimento e o Índice de Colheita. Bloom: aplicar.
C2. (diagnóstico integrado) Diagnóstico esperado. Seguindo a rota de diagnóstico: o dossel interceptou bem a luz (fonte adequada) e o número de grãos foi bom (dreno formado), então o problema não está na fonte inicial nem na definição do número de grãos. Grãos leves e chochos apontam gargalo no enchimento: o veranico reduziu a fotossíntese (fechamento estomático, menos área foliar ativa) e as noites quentes elevaram a respiração de manutenção, que queimou à noite os açúcares fixados de dia; sob calor diurno acima de 35 °C e noturno acima de 24 °C, a taxa de acúmulo de matéria seca no grão e a duração do enchimento caem. Os colmos quebrados somam a esse quadro a remobilização excessiva: com a fonte foliar comprometida e o dreno demandando, a planta drenou o colmo de forma intensa, e o colmo esvaziado enfraqueceu e quebrou (mais provável em genótipo produtivo e sob estresse). O que investigar e recomendar: confirmar o período do veranico frente à fase de enchimento, avaliar sanidade e integridade da folha bandeira e das folhas da espiga (fonte), e considerar, para as próximas safras, o posicionamento do ciclo para escapar de calor e veranico no enchimento, além de genótipos com colmo resistente e stay green. Note que aqui não é gargalo de dry down nem de ponto de colheita: o grão ficou leve por falta de acúmulo, não por manejo de umidade. Objetivo: diagnosticar o gargalo fisiológico de uma lavoura específica. Bloom: avaliar.