Physiological responses of ricinus communis to reductions in soil water availability1

O cenário de mudanças climáticas globais sugere um aumento da aridez em muitas áreas do mundo, com propensão ao aumento de chuvas no inverno e períodos de seca cada vez mais freqüentes no verão. A deficiência hídrica afeta a performance vegetal através de efeitos sobre o crescimento e a fotossíntese. A mamona (Ricinus communis) é considerada uma cultura tolerante à seca, de elevada importância econômica devido à utilização do óleo extraído de suas sementes na produção de biodiesel. Os efeitos do estresse hídrico sobre o processo fotossintético de plantas de mamona foram investigados em duas fases experimentais distintas. Na etapa 1 de um estudo realizado em casa de vegetação, alterações nos parâmetros da fluorescência da clorofila a foram analisados. Sob condições de déficit hídrico, a absorção de energia pela antena do fotossistema II foi reduzida e um aumento nos mecanismos de dissipação de energia parece regular a atividade do fotossistema. Na etapa 2 deste estudo, as possíveis limitações na assimilação de carbono e a eficiência no uso da água foram investigados. Em condições de estresse hídrico observou-se a redução da atividade de troca gasosa e o aumento da eficiência no uso da água. A análise de curvas de resposta à concentração interna de CO2 (A-Ci) e dos parâmetros bioquímicos demonstrou que, sob suave seca, a limitação estomática é a principal responsável pela redução da fotossíntese. Entretanto, sob condições de severa seca, além da limitação estomática, a fotossíntese é afetada também por limitações bioquímicas. Nas duas fases experimentais, observou-se a redução do crescimento e da área foliar total nas plantas de mamona em estresse hídrico. A redução da disponibilidade de água no solo parece regular a atividade do aparato fotossintético de plantas de mamona, e a redução no processo de fotossíntese é causada por limitações estomáticas e metabólicas que variam de acordo com a intensidade do estresse hídrico.The worldwide climate change scenario suggests an increase in aridity in many areas around the world. This may be accompanied by increases in rainfall during winter and ever more frequent drought periods during the summer. Reductions in water availability affect the plant performance through the effects upon growth and photosynthesis. Castor bean is thought to be a drought tolerant crop which has grown in economic importance due to the production of biodiesel. In this study, the water stress effects on the photosynthetic processes of castor bean plants were investigated in two distinct experimental phases. At phase 1, changes in chlorophyll fluorescence parameters and stomatal conductance were analyzed in greenhouse grown plants. Under water stress conditions, the PSII antennae energy absorption was reduced and an increase of the energy dissipation mechanisms seems to regulate the activity of photosystem II. At the phase 2, the limitations to carbon assimilation and the water use efficiency were investigated upon water stress conditions. A decrease in gas exchange and an increase on the water use efficiency were observed. The analysis of Assimilation vs internal CO2 concentration response curves and the biochemical parameters of photosynthesis shows that, under mild drought stress, the stomatal limitation was the main factor reducing photosynthetic performance. However, under severe drought conditions, stomata was not the only limiting factor, because photosynthesis was also affected by biochemical limitations. In both phases growth and leaf area decreased under water stress. The reduction on the soil water availability seems to regulate the activity of the photosynthetic apparatus, and the decrease in photosynthesis is caused by stomatal and metabolic limitations, which vary in magnitude according to the water stress intensity