Effect of enhanced CO2 atmospheric concentration on rice and weedy rice

Abstract

As mudanças climáticas globais causam estresses que podem limitar a produtividade das culturas e ameaçar a produção de alimentos no futuro. Aumento da produção implica no aumento da demanda por água, sendo que a irrigação é a atividade que mais utiliza água doce atualmente. A cultura do arroz (Oryza sativa) representa importante alimento básico para população mundial e os efeitos do aumento de CO2 atmosférico podem afetar seu desenvolvimento e produção, além de afetar o arroz daninho, uma das principais plantas daninhas na cultura do arroz. Diante disso, a presente pesquisa teve como principal objetivo avaliar o efeito do aumento da concentração atmosférica de CO2 (400 e 700 μmol mol-1 ) associada a diferentes regimes hídricos (contínuo e intermitente) em arroz e arroz daninho. Para isso, estudos foram desenvolvidos para avaliar parâmetros de crescimento e produtivo, eficiência no uso da água pela cultura do arroz e quantificar o total de arsênio e cádmio nos grãos; efeito nos parâmetros de crescimento e produtivo de arroz daninho, bem como o degrane e a viabilidade de sementes no banco de sementes; expressão gênica de genes associados ao processo de degrane; e avaliar o rendimento de grãos e propriedades físico-químicas de arroz branco e vermelho. Os resultados permitiram inferir que o aumento do CO2 afeta o crescimento, desenvolvimento e a eficiência do uso da água em arroz. Além disso, na avaliação de arsênio total, o regime intermitente diminuiu a absorção do elemento. Considerando os estudos realizados com arroz daninho, o efeito do CO2 foi observado para crescimento e desenvolvimento, além de aumentar a taxa de degrane e a viabilidade de sementes no banco de sementes do solo. Em adição, a expressão gênica demonstrou que os genes OsCPL1, qSH1, SHAT1, OsXTH8, OSH15 e SH5 são afetados pelo aumento do CO2, tornando a característica ainda mais complexa, visto que o CO2 tem ação em diversas rotas metabólicas. Contemplando a análise de rendimento de grãos, o arroz branco teve diminuição no rendimento de inteiros em alto CO2, além de aumento na área gessada e diminuição da proteína bruta, com alterações nos parâmetros de cocção. Estes resultados auxiliam na caracterização das implicações do aumento de CO2 na cultura do arroz sendo base para estudos futuros, que seguem na busca em elucidar os efeitos das mudanças climáticas na agricultura, auxiliando no planejamento da adoção de manejo sustentável, de modo a minimizar os efeitos negativos.