Aula 2 - Água

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Água na planta 
Universidade Estadual De Maringá - UEM 
Departamento de Ciências Agronômicas – DCA 
Campus de Umuarama – PR 
Componentes do 
Potencial Água - Ψw 
Potencial água - Ψw 
 É a relação entre o potencial químico (μ) da água em um 
sistema qualquer e o potencial químico da água em uma 
situação considerada padrão em um dado volume de 
água; 
 
 Atribui-se o valor zero ao potencial água para a água 
deionizada em temperatura de 25ºC em um 
referencial gravitacional; 
 
 Portanto, zero é o maior estado de energia livre que a 
água pode atingir; 
 
 Quando considerado o Ψw de qualquer sistema (solo, 
planta, atmosfera) sempre será negativo. 
Potencial água - Ψw 
 o Ψw é constituído por 5 potencias: 
 Ψw = Ψs + Ψp + Ψm + Ψg + Ψt 
 
 Onde: 
 Ψs = potencial osmótico; 
 Ψp = potencial pressão; 
 Ψ m = potencial matricial; 
 Ψt = potencial temperatura. 
 
Componentes do Ψw 
 Ψs = potencial osmótico: 
 É o resultado da presença de solutos dissolvidos; 
 Estes solutos diminuem a energia livre da água; 
 
 Ψp = potencial pressão: 
 Devido a presença da parede celular (pressão 
hidrostática); 
 Células túrgidas (+); 
 Também chamada de pressão de turgescência. 
Componentes do Ψw 
 Ψm = potencial matricial 
 resultante da capacidade das matrizes adsorverem água 
diminuindo a energia livre da água 
 
 Ψg = potencial gravitacional 
 força que promove o movimento descendente (contrária) 
 depende da altura acima do estado de referência (h) 
 depende da densidade da água (rw) 
 depende da aceleração da gravidade (g) 
 Ψg = - rw g h 
Componentes do Ψw 
 Ψt = potencial temperatura 
 Embora possa variar em relação ao padrão, as equações 
termodinâmicas consideram a temperatura constante; 
 Assim, para avaliação do potencial água, esse componente 
será desprezado por ser constante; 
 Se houver variação da temperatura outro componente 
manifestará tal variação. 
 
Potencial água - Ψw 
 
 
Ψw = Ψs (-) + Ψp(+/-) + Ψm (-) + Ψg (+/-) 
 
 A direção do movimento da água ocorrera sempre 
do local de maior potencial água para outro de 
menor potencia água. 
Potencial água (Ψw) no solo 
 Ψs 
 desconsiderado em solos normais (capacidade de campo); 
 (-) em solos salinos ou secos. 
 Ψm 
 (-); 
 Exceto em solo saturado. Nesse caso o Ψm será zero. 
 
 Ψp 
 (- ou +); 
 
 
 
Potencial água (Ψw) no solo 
 Ψp 
 Em solos em capacidade de campo é desconsiderado; 
 
 (+) em solos saturados, pois aumenta a energia livre da 
água; 
 (-) Mais negativa a medida que o solo seca 
(evapotranspiração), devido a força de tensão. 
 
Potencial água (Ψw) na planta 
 Ψs 
 (-) sais, solutos orgânicos etc. 
 
 Ψm 
 (-) exercido pela parece celular, pelas cargas. 
 Alguns autores desconsideram o Ψm na planta, pois este 
tem papel análogo ao exercido pela pressão hidrostática 
(P). 
 
 Ψp 
 (+) na célula individual. Aumenta a energia livre da água à 
medida que o vacúolo aumenta; 
 (+) no floema. Ocorre aumento na energia livre da água, 
uma vez que o floema funciona sob pressão; 
 (-) no xilema, uma que o xilema funciona sob tensão. 
Potencial água (Ψw) na atmosfera 
 Ψp 
 (-) pois é constituído pela pressão de vapor d’água + O2 
+ N2 + CO2 + outros gases. 
 
 Na atmosfera, a água representa uma parte muito pequena , 
portanto diminui-se muito a energia livre da água. 
 
Fluxo de CO2, H2O, minerais e distribuição de sacarose 
Fisiologia dos Estômatos 
Fisiologia dos Estômatos : introdução 
 aberturas epidérmicas foliares; 
 funções: 
 entrada de CO2 para fotossíntese; 
 saída do vapor de água durante a transpiração. 
 localização: 
 plantas epiestomáticas: superior; 
 plantas hipoestomáticas: inferior; 
 plantas anfiestomáticas: ambas. 
células-guarda 
célula subsidiária 
célula epidérmica 
células-guarda 
célula subsidiária 
poro 
Complexo Estomático 
Fisiologia dos Estômatos : introdução 
Figura 5. Formatos característicos dos estômatos. 
halteres: gramíneas e palmeiras 
reniforme: dicotiledôneas e 
monocotiledôneas não-gramíneas 
Fisiologia dos Estômatos : introdução 
Eletromicrografias de estômatos em gramínea (A) e em cebola (B). 
poro 
estomático 
célula-
guarda 
A B 
citosol e 
vacúolo 
poro 
parede de célula-guarda 
fortemente espessada 
Fisiologia dos Estômatos : introdução 
Figura: Vista das epidermes 
adaxiais e abaxiais de folhas de 
passifloras em microscopia 
eletrônica de varredura. 
Face adaxial de P. cincinnata (A), 
Face adaxial de P. edulis f. edulis 
(B), 
Face abaxial de P. cincinnata (C), 
Imagens, em detalhe, de um 
estômato de P. cincinnata 
mostrando sua localização abaixo 
das células epidérmicas e 
presença de cera (D), 
Estômato de P. edulis f. edulis 
mostrando sua localização acima 
das células epidérmicas e 
ausência de cera (E), 
Presença de cristas cuticulares 
(F). 
 
Legenda: ce – célula epidérmica, 
es – estômato, cr – cera, cc – 
cristas cuticulares. 
Fisiologia dos Estômatos 
 As CG são, normalmente, menores do que as células 
adjacentes da epiderme, o que permite alterações muito 
rápidas na pressão de turgescência; 
 
 O movimento de íons, principalmente de K, provocam 
grandes alterações no Ψos e, conseqüentemente, no Ψw; 
 
 Assim, a saída de íons promove a perda de água e, como 
resultado, o fechamento estomático; 
 
 Ao contrário, o acúmulo de K+, Cl- e malato2- nas CG 
provoca a diminuição do Ψos o que leva à absorção de 
água por essas células que, ao turgescerem, provocam a 
abertura do poro estomático. 
Fisiologia dos Estômatos 
 Mecanismos que conduzem à abertura estomática estão 
associados à luminosidade (processo fotoativa); 
 Luz azul: efeito direto 
 Estimula a atividade da ATPase, enzima diretamente 
envolvida no processo de abertura; 
 ATPase gera o gradiente eletroquímico necessário para a 
absorção de K+ nas CG; 
 Luz Vermelha: Efeito indireto (atividade fotossintética); 
 Leva à produção de NADPH e ATP, bem como à 
formação de um ambiente adequando para a atividade da 
PEPcase nas CG (origem do malato); 
 entrada de água 
  ψos célula-guarda 
  ψágua célula-guarda 
 célula túrgida 
 estômato abre 
 [K+, Cl-, malato] vacúolo 
Abertura Estomática 
 saída de água 
 ψos célula-guarda 
 ψágua célula-guarda 
 célula flácida 
 estômato fecha 
Fechamento Estomático 
 ácido abscísico (ABA): 
 fechamento estomático 
 défice hídrico 
 saída de K+ e Cl- do vacúolo 
 inibe entrada de K+ 
ABA no Fechamento Estomático 
* Anidrase carbônica 
1- PEP carboxilase 
2- Malato desidrogenase 
3- Enzima málica dependente de NADP+ 
Fixação de carbono nas plantas CAM. 
* 
noite 
dia 
malato malato 
malato 
piruvato 
vacúolo 
oxaloacetato 
PEP 
Ciclo de 
Calvin 
Plantas “CAM”: Abertura Estomática Noturna 
Eficiência Difusiva 
 Estômatos abertos: difusibilidade = 1 (máxima 
possibilidade de difusão); 
 Estômato fechado: difussibilidade = zero; 
 
 A difusibilidade aumenta a medida que aumenta a 
distancia entre os estômatos (até certo ponto): 
 Sobreposição das calotas; 
 Camada limítrofe. 
PERDAS DE ÁGUA PELAS 
PLANTAS 
PERDAS DE ÁGUA PELAS PLANTAS 
 As plantas que exercem controle sobre a perda de água, 
através da abertura e fechamento dos estômatos, são 
denominadas homeoídricas; 
 
 O conteúdo de água na plantavaria em função das 
flutuações de umidade do solo e ar das taxas de 
transpiração da planta; 
 
 Liquens e briófitas são mais afetados pelas condições 
ambientais dos que as plantas lenhosas; 
 
 Essas plantas são conhecidas como poiquiloídricas = 
não exercem, ou exercem pouco controle sobre a perda 
de água. 
PERDAS DE ÁGUA PELAS PLANTAS 
 
 Toda planta deve realizar balanço delicado de sua 
absorção e perda de água, o qual se constitui em um 
sério desafio para as plantas terrestres; 
 
 Para fotossintetizar, elas precisam retirar CO2 da 
atmosfera, mas, ao fazê-lo, expõem-se à perda de água 
e à ameaça de desidratação. 
PERDAS DE ÁGUA PELAS PLANTAS 
 A água absorvida pelas plantas: 
 Transpiração (Estômato dou Cutícula), 
 Gutação, 
 Redistribuição hidráulica. 
 
 TRANSPIRAÇÃO: o principal fenômeno envolvido na 
perda de água ocorre através dos estômatos. 
Perdas de água pelas plantas - Transpiração 
 perda de água na forma de vapor 
 tipos: 
 estomática: 90%, 
 cuticular: 10%, 
 lenticelar: muito pequena, 
 
 Processo químico, físico e biológico que acontece em 
duas fases: 
 evaporação para os espaços intercelulares, 
 difusão do vapor para a atmosfera, 
 PV folha > PV ar, 
 PV: capacidade de difusão de um gás. 
Perdas de água pelas plantas - Transpiração 
TRANSPIRAÇÃO E EVAPORAÇÃO 
E = 0,622 dar x PVágua - PVar 
 P Rar 
TR = 0,622 dar x PVfolha - PVar 
 P rs x rc 
P = pressão atmosférica em mmHg. 
PV = pressão de vapor em mmHg. 
rs = resistência estomática foliar. 
rc = resistência da camada limítrofe. 
dar = densidade do ar. 
0,622 dar = fator de conversão para transformação de 
 P concentração em PV 
E = evaporação: não passa por sistema biológico. 
TR = transpiração: há passagem por sistema biológico. 
TRANSPIRAÇÃO 
 transpiração X fotossíntese: 
transpiração elevada 
estômatos abertos por 
mais tempo 
maior fotossíntese 
economia de água 
estômatos fechados 
menor fotossíntese 
FATORES QUE AFETAM A TRANSPIRAÇÃO 
 fatores intrínsecos: 
 Área foliar; 
 Relação raiz / parte aérea; 
 Estrutura foliar: 
 cutícula. 
 tricomas. 
 espessura do mesofilo. 
 número de estômatos. 
 
FATORES QUE AFETAM A TRANSPIRAÇÃO 
 Fatores externos: 
 umidade relativa; 
 temperatura; 
 pressão de vapor; 
 disponibilidade de água no solo; 
 vento. 
 
Transpiração – Importância 
 efeito refrigerante; 
 efeito na nutrição; 
 efeito no crescimento e no desenvolvimento. 
 
Perdas de água pelas plantas - Gutação 
 Perda de água na forma líquida (gotas); 
 
 Condições necessárias para a gutação. 
 Transpiração nula ou baixa; 
 Acumulo de íons no xilema (- energia livre); 
 UR alta (próxima a 100%); 
 Solo em capacidade de campo; 
 Solo aerado; 
 Solo com sais (não em excesso); 
 Presença ou desenvolvimento de pressão de raiz. 
Perdas de água pelas plantas - Gutação 
 absorção ativa de sais 
  ψos raiz 
  ψágua raiz 
 água passa do solo à raiz 
 pressão de raiz 
 saída de água pelos hidatódios 
Perdas de água pelas plantas - Gutação 
 
Acúmulo de soluto no xilema pode gerar 
pressão radicular 
• pressão radicular = pressão hidrostática positiva 
 
• variar de 0,05 a 0,5 MPa (+) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
• ocorre em plantas bem hidratadas e sob alta umidade (baixa transpiração). 
 
Raiz absorve íons e 
transporta para o xilema 
Acúmulo de solutos no 
xilema 
Redução do potencial 
osmótico do xilema 
Redução do potencial 
da água no xilema 
Absorção de água 
Pressão hidrostática 
positiva 
Perdas de água pelas plantas 
 Transpiração 
 
 Gutação 
 
Diferenças? 
Perdas de água pelas plantas - Lenticelas 
Défice Hídrico 
Défice Hídrico 
 Diferença entre velocidade de transpiração e absorção 
de água, 
 Baixa disponibilidade de água no solo, 
 Perda de água maior que a absorção de água, 
 
 Dois tipos: 
 temporário, 
 permanente. 
 
Défice Hídrico Temporário 
 Tempo curto, 
 
 Velocidade de transpiração maior que a absorção, 
 
 Independe da disponibilidade de água do solo, 
 
 Ocorre diariamente, 
 
 Sem danos à planta. 
Défice Hídrico Permanente 
 Período longo; 
 Velocidade de transpiração maior que a absorção; 
 Menor disponibilidade de água no solo; 
 ponto de murcha permanente (PMP); 
 Ψágua raízes maior que o Ψágua solo; 
 planta perde água para o solo; 
 rompimento do capilar; 
 reposição de água antes do PMP: planta se 
recupera. 
 Diagrama esquemático da diminuição gradual do potencial hídrico das folhas, raízes e solo 
durante uma semana de seca. 
 A flutuações maiores ocorrem nas folhas uma vez que estão sujeitas à transpiração durante o 
dia. 
 O balanço hídrico não é restabelecido durante a noite de modo que o potencial hídrico basal é 
gradualmente mais negativo de dia para dia (Larcher , 1995). 
 
Efeitos fisiológicos do défice hídrico 
 
 Crescimento, 
 
 fotossíntese, 
 
 respiração, 
 
 abscisão foliar, 
 
 absorção de íons, 
 
 reprodução. 
IRGA (LI-6400, LI-COR) 
Sistema aberto portátil de fotossíntese (LI-6400, LI-COR) 
 
Foto: Amanda Amaro 
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