Efeito do estresse hídrico sobre estratégias ecofisiológicas de gramíneas silvestres e cultivadas no Cerrado - Leite, Matheus Roberto [UNESP] (Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2025)
Estudos recentes sinalizam mudanças no regime climático do Cerrado, incluindo redução na precipitação e prolongamento do período de estiagem, o que pode limitar severamente a estabilidade do ecossistema e a produtividade agrícola. Este trabalho foi conduzido com o objetivo de avaliar o efeito de três níveis de água (100, 50 e 25% da capacidade de vaso) sobre o crescimento de gramíneas C4 de diferentes grupos funcionais, incluindo as gramíneas cultivadas milho (Zea mays) e sorgo (Sorghum bicolor), as gramíneas silvestres nativas Chloris barbata e Aristida gibbosa e as gramíneas exóticas invasoras Urochloa decumbens e Melinis repens. Foram avaliados parâmetros morfológicos, fisiológicos, funcionais e bromatológicos, assim como o efeito da colonização micorrízica e da atividade da fosfatase ácida como estratégia de aquisição de recursos. Quando avaliadas as variáveis fisiológicas, milho apresentou redução na taxa de assimilação de carbono à medida que se reduziu a capacidade de vaso, possivelmente devido a fotoinibição ou limitações bioquímicas (não-estomáticas). Quanto aos parâmetros morfológicos, gramíneas cultivadas e silvestres apresentaram comportamentos distintos: enquanto as cultivadas foram afetadas negativamente, apresentando redução na altura e biomassa, gramíneas silvestres apresentaram diferentes comportamentos. Houve um aumento da atividade da fosfatase ácida à medida que se reduziu a capacidade de vaso, todavia, as espécies diferiram quanto à via utilizada: enquanto gramíneas cultivadas se beneficiaram fortemente da fosfatase radicular, Urochloa decumbens e Chloris barbata se beneficiaram da fosfatase do solo e Melinis repens e Aristida gibbosa aparentam associar ambas as vias. Todas as espécies apresentaram elevados percentuais de colonização micorrízica, todavia, apenas Urochloa decumbens diferiu estatisticamente, apresentando aumento na colonização à medida que se reduziu a disponibilidade hídrica. Gramíneas cultivadas diferiram entre si quanto à remodelação lipídica em tecidos radiculares: enquanto o sorgo apresentou um aumento nos teores de ácidos graxos monoinsaturados (MUFAs), o milho apresentou redução. Houve um incremento nos teores extrato etéreo em amostras foliares do sorgo e de Aristida gibbosa, possivelmente devido ao acúmulo de ceras e cutinas nas folhas. De modo geral, os resultados aqui apresentados demonstram que as gramíneas cultivadas foram mais sensíveis à limitação hídrica, apresentando respostas negativas mais pronunciadas nos diferentes parâmetros avaliados, embora também também tenham exibido mecanismos relevantes de adaptação, como o aumento da atividade de fosfatases, acúmulo de ceras e cutinas e a remodelação lipídica. Em contrapartida, gramíneas silvestres, tanto nativas, quanto exóticas, demonstraram um comportamento mais estável ao longo do experimento, o que, por um lado pode refletir que o nível de estresse imposto não foi suficientemente severo para desencadear uma resposta expressiva nestas espécies, mas também pode evidenciar a maior resiliência frente ao estresse hídrico. Por fim, ao integrar diferentes tipos de variáveis, este estudo pode contribuir para o entendimento das estratégias de tolerância à seca entre diferentes grupos funcionais. Esses achados podem orientar pesquisas futuras voltadas ao melhoramento genético, manejo de gramíneas exóticas em ecossistemas naturais e ao desenvolvimento de sistemas de produção mais resilientes diante dos desafios impostos pelas mudanças climáticas.

Recent studies indicate changes in the climate regime of the Cerrado, including reduced forecast and prolonged dry season, which can severely limit ecosystem stability and agricultural productivity. This study aimed to evaluate the effect of three water levels (100, 50 and 25% of pot capacity) on the growth of C4 grasses from different functional groups, including the cultivated grasses corn (Zea mays) and sorghum (Sorghum bicolor), the native wild grasses Chloris barbata and Aristida gibbosa and the invasive exotic grasses Urochloa decumbens and Melinis repens. Morphological, physiological, functional and bromatological parameters were evaluated, as well as the effect of mycorrhizal colonization and acid phosphatase activity as a resource acquisition strategy. When physiological variations were evaluated, corn showed a reduction in carbon assimilation rate as vessel capacity was impaired, possibly due to photoinhibition or biochemical (non-stomatal) limitations. Regarding morphological parameters, cultivated and wild grasses presented distinct behaviors: while cultivated grasses were affected in quality, presenting reduction in height and biomass, wild grasses presented different behaviors. There was an increase in acid phosphatase activity as vessel capacity was impaired, however, the species differed in the pathway used: while cultivated grasses benefited mainly from root phosphatase, Urochloa decumbens and Chloris barbata benefited from soil phosphatase and Melinis repens and Aristida gibbosa apparently associated both pathways. All species showed high percentages of mycorrhizal colonization; however, only Urochloa decumbens differed statistically, showing an increase in colonization as water availability was impeded. The cultivated grasses differed from each other in terms of lipid remodeling in root tissues: while sorghum showed an increase in monounsaturated fatty acid (MUFA) levels, corn showed a reduction. There was an increase in the ether extract levels in leaf samples of sorghum and Aristida gibbosa, possibly due to the accumulation of waxes and cutins in the leaves. In general, the results presented here demonstrate that the cultivated grasses were more sensitive to water limitation, showing more pronounced negative responses in different parameters evaluated, although they also have relevant adaptation mechanisms, such as increased phosphotase activity, accumulation of waxes and cutins, and lipid remodeling. In contrast, wild grasses, both native and exotic, demonstrated more stable behavior throughout the experiment, which, on the one hand, may reflect that the level of stress imposed was not severe enough to trigger a significant response in these species, but may also demonstrate greater resilience to water stress. Finally, by integrating different types of variables, this study may contribute to the understanding of drought tolerance strategies among different functional groups. These findings may guide future research aimed at genetic improvement, management of exotic grasses in natural ecosystems, and the development of more resilient production systems in the face of challenges posed by climate change and taxes.
Effect of water stress on ecophysiological strategies of wild and cultivated grasses in the Cerrado
Keywords: Fosfatase ácida; Milho; Plantas exóticas; Plantas nativas; Sorgo; Acid phosphatase; Exotic plants; Maize; Native plants; Sorghum