Daytime gas exchange in soybean plants submitted to waterlogging and shading

Aerobic respiration declines in the root tissue of soybean plants exposed to waterlogged soil with a low oxygen content, causing metabolic disorders that negatively affect gas exchange and photosynthetic activity, hampering growth and production. As such, this study to investigated daytime gas exchange, relative chlorophyll content, specific leaf area (SLA) and photosynthetic activity curves in response to photosynthetic photon flux density (PPFD) in soybean plants grown under different conditions: no stress (control), shading, waterlogged soil, and waterlogged soil + shading. Soybean plants exposed to either waterlogging or shading and both conditions simultaneously exhibited reduced photosynthesis linked to lower stomatal opening. Plants submitted to shading showed an increase in SLA, quantum yield and photosynthetic rates, while those grown in waterlogged soil, in full sun, exhibited chlorotic leaves and low apparent quantum yield, resulting in low photosynthetic rates under shading and high light levels. Thus, waterlogging and shading in isolation or combined, compromise daytime gas exchange and alter photosynthetic activity in plants. RESUMO: Os tecidos radiculares de plantas de soja em solo encharcado, com baixo teor de oxigênio, apresentam reduzida atividade da respiração aeróbica, causando desordens metabólicas que afetam negativamente as trocas gasosas e atividade fotossintética, prejudicando o crescimento e produção. Assim, o estudo teve como objetivo investigar as trocas gasosas ao longo do dia, teor relativo de clorofila, área foliar específica e curvas de atividade fotossintética em resposta à densidade de fluxo de fótons fotossinteticamente ativos de plantas de soja desenvolvendo em condições ambientais distintas: sem estresse, com restrição luminosa, em solo encharcado, e em solo encharcado + restrição luminosa. As plantas de soja expostas ao encharcamento do solo e a restrição luminosa de forma isolada ou em conjunto apresentaram redução da fotossíntese associada à menor abertura estomática. Plantas submetidas a restrição luminosa apresentaram folhas com incremento na área foliar específica, maior eficiência quântica aparente e incremento nas taxas fotossintéticas em ambiente com baixa luminosidade. Plantas em solo encharcado, a pleno sol, apresentaram folhas cloróticas e baixa eficiência quântica aparente e consequentemente apresentaram baixas taxas fotossintéticas sob luminosidade baixa e luminosidade elevada. Desta forma, o encharcamento