O fluxo de radiação solar que chega a Terra pode ser difundida pela propria atmosfera ou depois refletida ou transmitida por outros objetos. Assim a radiação que chega as partes areas das plantas veem de todos os lados. Assim a radiação que interage com a vegetação pode ser dividida nos seguintes componentes, ou seja, radiação solar direta; radiação difusa; radiação refletida pela superfície do solo e radiação transmitida pelo dossel (Begon et al.,2006; Larcher, 2006). O somatório da energia incidente e da energia perdida resulta na quantidade absorvida pelas plantas. Dessa forma, em torno de 1,3% da radiação incidente no topo da atmosfera é utilizada pelas plantas para a fotossíntese, pois grande parte dessa não é absorvida e parte se perde de volta para a atmosfera (Casaroli et al., 2007).Além disso, a grande descontinuidade das comunidades vegetais e a presença de zonas urbanas faz com que grande parte da radiação incidente chegue ao solo nu (Begon et al., 2006). Não contribuindo para os processos fisiológicos da planta.
A radiação que chega a planta (tanto a direta como a difusa) pode ainda ser refletida pela planta de volta a atmosfera, ou ainda ser transmitida através da folha como ser absorvida e somente assim participar dos processos fisiológicos como a fotossíntese. A intensidade da radiação disponível para cada uma dessas situações citadas irá depender de uma serie de fatores. Segundo LEMEUR E ROSENBERG (1975) a radiação refletida pode ser relacionada com o ângulo de inserção das folhas (K) e a elevação solar (B). Quanto K<B, maior parte da radiação incidente é refletida para baixo; quando, no entanto, K> B, maior parte da reflexão é para cima, aumentando o coeficiente de reflexão. Por outro lado a transmissão varia de forma contraria com K e B. Perto do meio dia quando a densidade de fluxo de radiação é alta, ou seja, o Sol se encontra em seu maior ângulo (K<B), os raios solares penetram mais facilmente pelo dossel acarretando numa maior transmissão de radiação pelas folhas (Machado et al.,1985).
Nesse contexto, o regime de radiação solar no interior de uma cobertura vegetal ou para uma planta isolada irá depender da posição solar e de uma série de interações entre a radiação incidente e os elementos vegetais, especialmente as folhas com suas características óticas: reflexão e transmissão que se encontram intimamente relacionadas com a disposição espacial, ângulo de inserção foliar, índice de área foliar e propriedades óticas da vegetação (Moura , 2007; Machado et al., 1985) (Figura 1).
O índice de área foliar, a disposição foliar e o ângulo de inserção foliar irão regular a penetração da radiação ao longo do dossel. Alguns modelos de organização espacial de folhas mostram que plantas com folhas superiores verticais e inferiores planas são mais eficientes para a captação de energia luminosa pela variação do ângulo foliar. Plantas com folhas horizontais, aquelas com pequena área foliar superior e grande área foliar inferior são mais eficientes pela melhor distribuição horizontal das folhas (Castro et al.,2007). Por outro lado, dosséis planofoliares tendem a serem menos eficientes na captação de luz devido ao alto sombreamento (Larcher, 2006). Estudos realizados com linhagens diferentes de algodão mostraram que essas diferiram entre si quanto à interceptação de luz devido a diferenças em suas áreas foliares. Além disso, por possuir um dossel extremamente planofoliar a luz que chegou às folhas inferiores do algodoeiro foi insuficiente, pois a maior parte da energia foi capturada pelas folhas superiores (Silva et al., 2005). As plantas tenderam a apresentar alterações na inclinação foliar de acordo com a quantidade de luz que chegou até elas. Espécies de Floresta Tropical Úmida apresentaram 90% das folhas com ângulo de inclinação, menores que 45 graus abaixo do dossel, enquanto no topo, onde a luz que chega é maior, a inclinação é superior a 45 graus (Wirth et al., 2001), sendo as folhas basais menos inclinadas a interceptação de luz é otimizada. Resultados semelhantes são encontrados para Impatiens walleriana Hook.f. em Floresta de Araucária no Paraná (Boeger et al., 2009).
Figura 1 – A refletancia (R) e a atenuação da radiação solar incidente sobre diferentes comunidades de. As setas indicam a porcentagem da radiação incidente atingindo vários níveis da vegetação. (a) A floresta boreal de abetos e arbustos (estratificada), (b) uma floresta de pinheiros, (c) um campo de girassóis, e (d) um campo de milho. Estes números representam os dados obtidos em comunidades particulares e grande variação ocorrerá dependendo do estágio de crescimento do dossel da floresta ou da cultura, da a hora do dia e época em que as medições são realizadas (Fonte: Lacher, 2006).
Nesse contexto, ambientes terrestres apresenta um regime de radiação que varia ao longo do dia e do ano, e vivem em um ambiente que o tipo de folha que faz parte da vegetação “vizinha” modifica a quantidade e qualidade da radiação recebida por determinada planta. Desta forma as interações da radiação solar com as plantas irão condicionar o microclima interno da cobertura vegetal, e a quantidade de radiação disponível dentro do dossel afetando vários processos fisiológicos estes, por sua vez, irão interferir significativamente na produtividade das plantas.
A maior parte dos pigmentos servem como complexos-antena, coletando e transferindo energia para os centros de reação, onde se dá início às reações químicas de oxidação e redução e que levam ao armazenamento de energia à longo prazo (Figura 2).
Figura 2. Esquema conceitual de transferência de energia durante a fotossíntese.
Desta maneira, mesmo sob condições de alta radiação solar, uma molécula de clorofila absorve apenas uns poucos fótons a cada segundo. Se cada molécula de clorofila possuísse um centro de reação completo associado à ela, as enzimas que fazem parte desse sistema estariam inativas na maior parte do tempo, sendo ativadas ocasionalmente pela absorção de um fóton. Entretanto, se muitos pigmentos puderem enviar energia para um centro de reação, o sistema permanece ativo por uma grande fração de tempo.