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O PAPEL DA ÁGUA NA AGRICULTURA E NO METABOLISMO VEGETAL INTRODUÇÃO O presente trabalho tem por objetivo abordar brevemente conteúdos sobre o metabolismo vegetal relacionado com a água, desde sua entrada na planta, até a evapotranspiração. Para tanto, realizou-se uma pesquisa de dados com base em artigos, livros e sites relacionados ao tema. Inicialmente, será apresentada características gerais da água. Após, abranger-se-á questões sobre o transporte dessa molécula pela planta e quanto às necessidades de água. Por fim, será exposto o mecanismo de perda de água e consequências, como estresse hídrico. A ÁGUA Os vegetais e todos os seres vivos necessitam da água, em pequenas ou grandes quantidades, para sobreviver, se desenvolver e se reproduzir. Os vegetais possuem em torno de 80% de sua massa constituído por água, variando de acordo com as espécies. Em plantas herbáceas essa porcentagem varia entre 80% e 95% e em espécies lenhosas atinge 50%. Por isso, a disponibilidade de água é um fator que delimita e comanda a distribuição da vegetação sobre a superfície da Terra (SHIBATA, 2013). A água, como solvente universal, permite que nutrientes, minerais e outras substâncias possam ser absorvidos pelas plantas, no sistema radicular, conseguindo penetrar nas células e fluir entre elas, alcançando órgãos do vegetal. Da mesma forma, a água transporta os metabólitos por diferentes partes do vegetal. Além disso, a grande maioria das reações bioquímicas ocorrem em meio aquoso; também, a água participa diretamente na grande maioria delas (SHIBATA, 2013). Em resumo, pode-se dizer que, nas plantas, a água se torna necessária como: a) reagente no metabolismo vegetal; b) transporte e translocação de solutos; c) na turgescência celular; d) na abertura e fechamento de estômatos; e) na penetração do sistema radicular; f) na participação das atividades enzimáticas (SHIBATA, 2013). TRANSPORTE DE ÁGUA NAS PLANTAS A entrada de água no vegetal se dá por osmose através das raízes, onde por ela é absorvido água e sais minerais ao longo de toda a raiz, porem a absorção maior e feita por pêlos radiculares. Os pelos promovem um aumento consideravelmente na superfície de absorção (FERNANDES, 2012). Fatores que condicionam a absorção da água pelo solo: a) Quantidade de água no solo; b) Arejamento e textura do solo; c) Temperatura do solo; d) Presença de compactação do solo; e) Concentração de solução; f) Taxa de transpiração (pressão osmótica) (DIAS, 2008). A condução de seiva nos vegetais é realizada por meio dos vasos xilema e floema. O xilema conduz seiva bruta (água e sais minerais) no sentido das raízes até as folhas, já o floema conduz a seiva elabora (água e açucares) no sentido das folhas até as raízes (PIMENTEL, 2004). A dissociação de íons se baseia na separação dos íons de uma substância iônica quando ela se dissolve na água. Os íons são absorvidos pelos pêlos radiculares ou até mesmo pela epiderme, que estão localizados na raiz da planta. A membrana absorvente cede ânions para o solo e recebe cátions, normalmente Ca2+, K+ Na+. Esses íons, quando em concentrações elevadas, entram nas células da raiz por difusão simples (transporte passivo). Todavia, em alguns casos, verifica-se uma elevada concentração desses no meio intracelular e, sendo assim, entram nas células por transporte ativo - havendo gasto de energia (PIMENTEL, 2004). O transporte ativo destes íons gera um gradiente osmótico, que faz com que a água seja transferida por osmose até o xilema. A água e os íons, uma vez que chegam ao xilema, constituem a seiva bruta. Após se encontrarem no xilema, as substâncias dissolvidas na água são transportadas de forma passiva (FERNANDES, 2012). TIPOS DE PLANTAS QUANTO À NECESSIDADE DE ÁGUA As quantidades de água requeridos para o metabolismo da planta varia consideravelmente conforme a espécie (LEMPS, 1970). Existe, então, classificações conforme essa necessidade. São elas: a) as hidrófitas ou hidrófilas, que vivem na água durante parte do ano, ou seja, são plantas aquáticas e subaquáticas (ex: agrião ‘Nasturtium officinale’ e buriti ‘Mauritia flexuosa’). Possuem aerênquimas e/ou raízes pneumáticas. b) as higrófitas ou higrófilas, que estão adaptadas a umidades elevadas. Comumente possuem folhas largas, para auxiliar a transpiração (ex: bananeiras ‘Musa spp.’). c) as mesófitas ou mesófilas, que necessitam de uma quantidade média de água. Não possuem adaptações para condições extremas (ex: carvalhos ‘Quercus spp.’ e ‘Pinus spp.’). d) as xerófitas ou xerófilas, que suportam situações de seca, pois possuem adaptações como: cutícula grossa, caule esponjoso, raízes largas e profundas, folhas reduzidas (espinhos). Exemplos: figo-do-diabo ‘Opuntia ficus-indica’ e ‘Euphorbia obesa’. e) as tropófitas ou tropófilas, adptadas a alternâncias de estações de seca e úmidas. Exemplo: ipê-amarelo ‘Tabebuia ochraceae’ (LEMPS, 1970). MECANISMOS DE PERDA DE ÁGUA NAS PLANTAS A epiderme é um tecido de revestimento que recobre toda estrutura de uma planta. Essa, em geral, é formada por única camada de células muito unidas entre si e possui algumas estruturas acessórias presentes nesse tecido como cutícula, estômato, tricomas e hidatódios (PIMENTEL, 2004). A maior fração da água absorvida pelo sistema radicular não permanece retida na planta. Isso se deve à transpiração que pode ser classificada como: transpiração cuticular, transpiração lenticular (não abordada) e transpiração estomática. Alguns fatores influenciam a transpiração, seja fatores ambientais – radiação solar, temperatura, umidade relativa do ar e vento –, seja fatores da própria planta (DIAS, 2008). A transpiração cuticular envolve a cutícula que, mesmo impermeabilizante, deixa uma de água sair da planta para o ar circundante, sem ser controlada pelo vegetal. Essa perda é muito pequena, exceto nas plantas sem estomas funcionais (musgos e fetos), e maior em folhas jovens. Assim, maior parte da transpiração total – soma das proporções de todas as transpirações – não ocorre pela transpiração cuticular, mas pela estomatar (DIAS, 2008). Nos estômatos, além da saída de ar, também à perda de água. Isso ocorre quando esses estômatos estão abertos, através dos ostíolo. O íon potássio (K+), sobre determinados estímulos ambientais, irá se transferir da células-subsidiárias para as células-guarda – meio hipertônico. Em consequência disso, ocorrerá passagem de água por osmose e as células vão ficando turgidas e, com isso, o ostíolo acaba se abrindo e permitindo a passagem dos gases. O processo inverso é quando as células-guardas ficam flácidas, e resulta no fechamento do ostíolo (PIMENTEL, 2004). Ademais, a planta também perde água em forma líquida em um processo chamado Glutação. Essa retirada de água ocorre nos hidatódios, que secretam a água que é levada para a superfície da folha. Os espaços intercelulares abre- se para o exterior por meio de poros especiais que são originariamente estomas que permanecem sempre abertos (COSTA, 2011). O estresse hídrico caracteriza-se por uma situação em que a procura de água por habitante é superior à capacidade de oferta de um corpo hídrico. A deficiência de água no solo causa a perda progressiva de tugor protoplasmático e um aumento da concentração de solutos. Isso posteriormente ocasionará um distúrbio na função celular (PIMENTEL, 2004). A seca resulta em alguns efeitos na fisiologia das plantas, tais como: a) Alterações no Crescimento; b) Alterações na Área Foliar; c) Alterações no Sistema Radicular; d) Alterações na Abertura Estomática; e) Alterações na Fotossíntese;f) Alterações na Translocação de Carboidratos; g) Ajuste Osmótico; h) Resistência à Condução de Água, e i) Alterações na Cutícula (DIAS, 2008). CONSIDERAÇÕES FINAIS O presente trabalho teve como objetivo expor a relação do metabolismo vegetal com a molécula água. Diante o exposto, pode-se concluir que a água participa diretamente e indiretamente de todas as reações bioquímicas do vegetal. Devido a isso, torna-se relevante o cuidado com a quantidade necessária e suficiente para que o metabolismo da planta não ser prejudicado, resultando no estresse hídrico. REFERÊNCIAS COSTA, A. As Relações Hídricas das Plantas Vasculares. Portugal. Editora da Universidade de Évora, 2001. DIAS, L. Água nas Plantas. Editora da Universidade Federal de Lavras, 2008. Disponível em: < http://www.ceapdesign.com.br/pdf/monografias/monografia_agua_nas_plantas_ lucia.pdf>. Acesso em: 29/09/2015. FERNANDES, H. Relações hídricas nas Plantas – Fisiologia Vegetal. Publicado em 19 de Abril de 2012. Disponível em: http://www.fciencias.com/2012/04/19/relacoes-hidricas-nas-plantas-fisiologia- vegetal/. Acesso em: 01/10/2015. LEMPS, A.H. La vegetación de la Tierra. Ed. Masson et Cie, Paris, 1970. PIMENTEL, C. A Relação da Planta com a Água. Seropédica, RJ: Edur, 2004. Disponível em: < http://www.esalq.usp.br/lepse/imgs/conteudo_thumb/A- Rela--o-da-Planta-com-a-Agua-by-Carlos-Pimentel--2004-.pdf>. Acesso em: 30/09/2015. SHIBATA, T. Atividade de Água e as Reações Bioquímicas. Decagon Devices LatAm. 2013. Disponível em: http://www.aqualab.com/assets/Aw%20reacoes%20bioquimicas.pdf. Acesso em 01/10/2015.
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