Da produção fotossintética bruta de uma planta uma fração é convertida em fitomassa (biossíntese), outra é destinada a manutenção da integridade celular e outra é oxidada à CO₂ e H₂O pela respiração. Conceitualmente, as perdas respiratórias estão associadas à biossíntese de nova fitomassa, e com a manutenção da fitomassa existente. O balanço diário de carbono (BC) da planta, ou de seus órgãos separadamente, pode ser descrito pela equação ΔS/Δt = Y(ΔS/Δt - M P), onde ΔP/Δt é o incremento diário de fitomassa, Y a eficiência de conversão (incremento de fitomassa por unidade de substrato utilizado), ΔS/Δt o substrato disponível, M o coeficiente de respiração de manutenção e P a fitomassa a ser mantida. Neste trabalho teve-se como objetivos: 1) montar um sistema para medidas do BC, sob condições controladas, em plantas intactas; 2) determinar a eficiência de conversão e o coeficiente de respiração de manutenção de plantas intactas e de seus órgão, raízes e parte aérea , separadamente, em cultivares de milho e arroz, tolerantes e sensíveis ao Al³⁺, quando submetidas ao estresse. Foram utilizados dois híbridos simples de milho, HS 1227 e HS 7777, e duas cultivares de arroz, IAC-165 e IAC-899. As cultivares HS 1227 e IAC-165 são tolerantes, enquanto que HS 7777 e IAC-899 são sensíveis ao Al⁺³. Os coeficientes Y e M foram estimados variando-se ΔP/Δt em função de ΔS/Δt, os quais foram medidos pelo fluxo de CO₂ em períodos alternados de 12h de luz (influxo de CO₂ e escuro (efluxo de CO₂). Os parâmetros ΔP/Δt e ΔS/Δt foram obtidos em duas condições: uma de alta irradiância, em que as plantas cresciam ativamente; outra, com baixa irradiância onde o influxo fotossintético diário de CO₂ era balanceado pelas perdas respiratórias e ΔP/Δt = 0, ou ΔS/Δt = MP (estado de manutenção). O sistema de medidas desenvolvido mostrou-se adequado para medidas das trocas de C0₂ da planta, permitindo a análise das relações quantitativas entre fotossíntese, respiração e crescimento. A eficiência de conversão da planta (Y) e da parte aérea (Y_A) não diferiram entre milho (C4) e arroz (C3), indicando que o metabolismo fotossintético não interfere no processo de conversão de fotossintetizados em fitomassa . Independente da cultivar, Y_A foi maior que Y_R (eficiência de conversão das raízes); enquanto que o coeficiente de respiração de manutenção foi sempre maior para as raízes. A menor eficiência das raízes pode estar relacionada à necessidade adicional de energia para a absorção iônica, acrescida da baixa eficiência respiratória das raízes. A avaliação da produção bruta de fotossintetizados permite a diferenciação entre cultivares tolerantes e sensíveis ao Al⁺³. Entretanto, não houve evidências que possibilitem relacionar eficiência de conversão ou coeficiente de respiração de manutenção com tolerância ao estresse de Al³⁺.

A fraction of the gross photosynthesis production of a plant is converted into phytomass (biosynthesis), another is used for maintenance of the cells machinery and another is oxidized as CO₂ and H₂O by the respiration. Theoretically the respiratory losses are associated with the biosynthesis of the new phytomass, and with the maintenance of the existing phytomass. The daily carbon balance of the whole plant, or of its organs, can be described by the equation ΔP/Δt = Y(ΔS/Δt - M P), where ΔP/Δt is the daily growth of the phytomass, Y is the conversion efficiency (phytomass growth by the unit substrate used), ΔS/Δt is the available substrate, M is the maintenance coefficient, and P is the present phytomass. This work had two objectives: 1) to construct a system for measuring the carbon balance, under controlled conditions, in whole plants; 2) to determine the conversion efficiency (Y) and maintenance coefficient (M) of whole plants and its organs, roots and tops, in maize and rice, sensitives and tolerants to aluminum toxicity, grown under such stress. Two single maize hybrids, ‘HS 1227’ and ‘HS 7777’, and two rice cultivars, IAC-165 and IAC-899, were used. ‘HS 1227” and ‘IAC-165’ are tolerants, while ‘HS 7777’ and ‘IAC-899’ are sensitives to Al³⁺. Coefficients Y and M were estimated by varying ΔP/Δt as function of ΔS/Δt, which were measured by the CO₂ flux in alternated periods of 12 h of light (CO₂ influx) and of dark (CO₂ efflux). The parameters ΔP/Δt and ΔS/Δt were obtained under two conditions: one of high irradiance, where the plants grew actively: another with low irradiance, where the daily photosynthetic influx of CO₂ was balance by the respiratory losses and ΔP/Δt = 0, that is, ΔS/Δt = M P (maintenance state). Without the Al³⁺ the whole plant (Y) and the top (Y_A) conversion efficiency were, respectively, about 0.75 and 0.80, for both maize (C4 plant) and rice (C3 plant), showing that photosynthetic pathway, apparently, does not interfere with the conversion process. Independently of the species Y_A was greater than Y_R (root efficiency) while for the maintenance coefficient the inverse was true. The smaller efficiency of the roots can be associated with the need for extra energy for the ionic absorption from the soil solution, and also with a low respiration efficiency. Under Al³⁺ stress the sensitives cultivars, IAC-899 and HS 7777, had a reduction of approximately 20% in ΔS/Δt and ΔP/Δt, while for the tolerants, ‘IAC-165’ and ‘HS 1227’, such parameters practically were not affected. Under Al³⁺ stress, in all cultivars, Y_R increased by 12 to 15%, while Y_A was not affected. The increase in Y_R was about the same irrespective to the cultivars, tolerant or not, and for such it is not possible to use it for screening plants. The maintenance coefficient showed also no relationships with tolerance to aluminum toxicity.