FISIOLOGIA VEGETAL (RELAÇÕES HÍDRICAS )

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Por
Antônio Paulino da Costa Netto
• ÁGUA
Uma das mais importantes substâncias
encontradas sobre a superfície da terra.
Influência os tipos e a quantidade de
vegetação de acordo com a sua disponibilidade:vegetação de acordo com a sua disponibilidade:
Mesófilas Hidrófitas Higrófitas Xerófitas
Mesófitas Crescem em solos bem drenados, e
cujas folhas ficam expostas a ar moderadamente
seco são plantas tropicais e temperadas.
Hidrófitas crescem total ou parcialmente
submersas em água, possuem estratégias
distintas para suprir os seus órgãos de oxigênio
e gás carbônico.
Higrófitas são plantas terrestres de ambientes
húmidos (várzeas e solos permanentementehúmidos (várzeas e solos permanentemente
saturados com água).
Xerófitas ocorrem preferencialmente em
desertos, campinas secas e lugares rochosos,
onde a água é geralmente escassa.
PAPÉIS FISIOLÓGICOS DA ÁGUA
70 a 90% Massa Verde
5 a 15% Sementes Secas ao ar
Água 50% Tecidos Lenhosos
70 a 95% Raízes, Caules e Folhas
90 a 95% Frutos Suculentos
Tamponamento da temperatura
Solvente UniversalSolvente Universal
Reagente e Produto da FS
Importância Fisiológicas Produto Final da Cadeia Respiratória
da Água Reagente nas reações de Hidrólise e Ionização
Afeta a Divisão Celular
Afeta o Crescimento Celular
Afeta a Absorção e o Transporte de Minerais
Afeta a Translocação de Assimilados
Dos vários papéis que a água exerce nas plantas
alguns devem ser destacados:
A) Constituinte do corpo da planta descreve
a importância da água quantitativamente e
qualitativamente.
B) Solvente permite que gazes, minerais e
outros solutos entrem nas células e se movam
de um órgão para o outro.
C) Reagente reagente ou substrato de vários
processos como a Fotossíntese, Respiração, etc
D) Turgescência papel essencial da água , que
auxilia no alongamento e crescimento celular,
abertura dos estômatos, translocação de
assimilados, movimentos de folhas, flores e
demais estruturas vegetais.
E) Tamponamento da TemperaturaE) Tamponamento da Temperatura
propriedade termoreguladora, pois tecidos
que possuem grande quantidade de água não
sofrem mudanças bruscas de temperatura.
Há três mecanismos gerais para que a água se
mova nas plantas: FLUXO DE MASSA,
DIFUSÃO E OSMOSE.
Em qualquer um dos casos, é necessário que haja
MOVIMENTO DE ÁGUA NAS PLANTAS
Em qualquer um dos casos, é necessário que haja
entre os dois pontos uma diferença de energia
livre das moléculas de água.
Esta diferença de energia livre pode ter várias
causas e se expressa em diferença de
POTENCIAL HÍDRICO.
Pressão Positiva
• Proporciona um aumento
de energia livre de todas as
moléculas, movendo-as
Pressão Negativa
• Por tensão (ou sucção),
haverá uma diminuição da
energia livre de todas as
FLUXO DE MASSA
É o movimento da massa de água entre dois pontos 
em que há uma diferença de pressão hidrostática.
moléculas, movendo-as
para o ponto de menor
energia livre.
energia livre de todas as
moléculas, movendo-as
para o ponto onde não há
tensão.
• Nas plantas, a transpiração provoca uma pressão negativa
nas folhas (tensão), que se propaga até as raízes e a solução do
solo, resultando na absorção de solução por fluxo de massa.
• Esse é o mecanismo responsável pela maior quantidade de
água absorvida pelas plantas.
• DIFUSÃO:
O movimento por difusão resulta do movimento, ao
acaso, de moléculas ou partículas coloidais,
causado por sua própria energia cinética.
É um processo termodinâmico operando em nível
molecular, e que pode ocorrer simultaneamente
com o fluxo de massa.com o fluxo de massa.
• OSMOSE:
É o movimento de entrada e saída de água nas
células, considera que a água se move por difusão
pelos poros das membranas celulares, na direção
do potencial hídrico mais baixo.
• O potencial hídrico do solo (ΨΨΨΨsolo) representa o
estado energético da água no solo, e possui
influência da textura, tipo de argila, teor de
matéria orgânica, natureza e quantidade de
íons absorvidos pelos colóides org. do solo.
O POTENCIAL HÍDRICO
• O potencial hídrico da plantas (ΨΨΨΨw), é uma
medida da energia livre da água, onde:
ΨΨΨΨw = ΨΨΨΨp + ΨΨΨΨs
ΨΨΨΨp = potencial de pressão (turgescência)
ΨΨΨΨs = potencial osmótico (presença de solutos)
• O potencial de pressão (ΨΨΨΨp) é normalmente
positivo (+), exceto em alguns momentos
decorrentes de perda de água pelo xilema.
• O potencial osmótico (ΨΨΨΨs) é normalmente
negativo, pois expressa o efeito dos solutos,
dissolvidos principalmente nos vacúolos.dissolvidos principalmente nos vacúolos.
• O somatório dos componentes do potencial
hídrico (ΨΨΨΨw) celular normalmente é negativo.
• Este pode chegar a Zero, quando a célula
estiver completamente túrgida.
FLUXO DE ÁGUA NO SISTEMA 
SOLO-PLANTA-ATMOSFERA
A) Movimento de Água do Solo para as Raízes
• ΨΨΨΨw da raiz tem que ser MENOR que o ΨΨΨΨsolo
A diferença de potencial fica mantida até se atingir um “valor
crítico de ΨΨΨΨraiz” em que a absorção de água no solo para.
MECANISMOS DE ABSORÇÃO E PERDA DE 
ÁGUA PELAS PLANTAS
B) Movimento de Água através da Raízes
• Admite-se que o movimento de água nas raízes acontece
entre as células superficiais até o Xilema, por duas vias:
• APOPLASTO Via espaços intercelulares e parede celular.
• SIMPLASTO Via citoplasma, interligados por plasmodesmos.
SECÇÃO TRANSVERSAL DE RAÍZ
MOSTRANDO O CAMINHO DE ENTRADA 
DE ÁGUA E NUTRIENTES
MOVIMENTO DE ÁGUA ATRAVÉS DO SISTEMA 
VASCULAR
Xilema Transporte ascendente principalmente de 
água e sais minerais. Fluxo: Unidirecional.
Composto principalmente por Vasos, Traqueídeos, 
Fibras e Células Parenquimatosas.
Floema Transporte de fotosintetizados nas folhas Floema Transporte de fotosintetizados nas folhas 
e outras substâncias para os locais de armazenamento 
ou utilização em diversas partes do caule ou raiz.
Fluxo: Pode ser Bi-direcional (nos dois sentidos).
Composto principalmente por Tubos crivados, Placa 
Crivada e Células Companheiras.
MOVIMENTO DA ÁGUA NO SISTEMA 
VASCULAR
MOVIMENTO DA ÁGUA NO SISTEMA 
VASCULAR
ΨΨΨΨ Xilema = -8 bares
P = -8 bares
-ΠΠΠΠ = -1 bar
Pwgh = 1 bar
ΨΨΨΨ Floema= -10 bares
P = +6 bares
-ΠΠΠΠ = -17 bares
Pwgh = 1 bar
Ψ= P - pi + P gh
ΨΨΨΨ Xilema= -6 bares
P = -5 bares
-ΠΠΠΠ = -1 bar
Pwgh = 0
ΨΨΨΨ Floema= -4 bares
P = +5 bares
-ΠΠΠΠ = -9 bar
Pwgh = 0
Ψ= P - pi + Pwgh
TRANSPIRAÇÃO
• Processo Físico
evaporação nas folhas ΨΨΨΨw causando o
gradiente de potencial.
• Este diferencial hidrostático resultante do fluxo de• Este diferencial hidrostático resultante do fluxo de
água, mostra que esta se encontra sob tensão
(pressão negativa).
• A Transpiração é responsável por quase a
totalidade do movimento de água através das
plantas na maioria das condições.
GUTAÇÃO
• Ocorre quando as raízes estão em solo molhado
e contendo altas concentrações de íons
disponíveis e, as folhas estão expostas ao ar
úmido.
• A água entra via Xilema e é exsudada pelos
hidatódios.hidatódios.
Sal Gradiente Osmótico Entrada de água
Pressão Positiva Movimento Passivo
FISIOLOGIA DOS ESTÔMATOS
Folhas
Localização Flores
Frutos
Pecíolos
São mais encontrados na Epiderme Inferior da folhasSão mais encontrados na Epiderme Inferior da folhas
Composto pelas “Células Guardas”
Possui paredes internas mais espessas
Células Guardas Responsável pela Turgescência
Possui Cloroplastos Funcionais
Possui Plasmodesmos
REGULAÇÃO DOS MOVIMENTOS 
ESTOMÁTICOS PELO AMBIENTE
1) CO2: Baixa pressão de CO2 provoca abertura dos
estômatos e a alta o fechamento, independente da
Luz
2) Luz: Tipicamente os estômatosse abrem na luz e se
fecham no escuro.
A abertura requer um mínimo de 500 Lux paraA abertura requer um mínimo de 500 Lux para
acontecer.
A abertura demora mais que o fechamento
3) Deficiência de água: Quando o ΨΨΨΨw diminui os
estômatos se fecham.
Este efeito predomina sobre baixos níveis de CO2.
Normalmente este efeito é direto do potencial hídrico
das próprias células guardas
4) Tempratura:
Altas temperaturas (30 a 35 oC) em geral geram o
fechamento estomático.
Provavelmente isso se deve ao aumento da taxa
respiratória que provoca um aumento da
concentração de CO2 no interior da folha.
5) Pressão de Vapor: Um aumento da temperatura5) Pressão de Vapor: Um aumento da temperatura
Umidade Relativa Transpiração causando a
abertura estomática.
Por exemplo: Com 100% de Umidade Relativa a
planta pode transpirar se a temperatura da
folha for maior que a temperatura do ar.
ESTRESSE HÍDRICO
ESTRESSE TEMPORÁRIO
• Déficit de água no meio do 
dia.
• Ocorrem em dias quentes e 
ESTRESSE DE LONGO 
PRAZO
• Causados pela diminuição 
da disponibilidade de água 
no solo.
• Ocorrem em dias quentes e 
ensolarados.
• A perda de água excede a 
absorção
• Afeta vários aspectos do 
crescimento de plantas, 
inclusive a anatomia, a 
morfologia, a fisiologia e a 
bioquímica.
O crescimento e o desenvolvimento das plantas, é
freqüentemente, mais reduzido por déficits hídricos
do que por qualquer outro fator.
• Uma conseqüência do estresse hídrico é a
estagnação do crescimento vegetativo, que pode
ser causada por vários fatores como:
�Diminuição do crescimento celular,
�Diminuição da taxa fotossintética,
�Diminuição da área foliar,�Diminuição da área foliar,
�Fechamento estomático,
�Redução da respiração,
�Redução da quantidade de material
transportado,
�Mudanças no metabolismo de carboidratos e
proteínas.
�FATORES CLIMÁTICOS
• Ocorrência de veranicos,
• Aumento dos períodos de déficit hídrico,
• Aquecimento global.
�FATORES EDÁFICOS
FATORES QUE CONTRIBUEM PARA O 
ESTRESSE HÍDRICO
�FATORES EDÁFICOS
• Tipo de solo e relação entre CC e PMP,
• Relação de disponibilidade de água entre dias e
noites,
• Restrição de latitudes e solos onde espécies
comercialmente importantes possam ser
cultivadas.
Mapeamento mundial dos solos 
pela FAO:
•10% solos aptos/favoráveis 
para agricultura;
•90% solos limitantes para 
produção agrícola
•25,4% - condições de déficit •25,4% - condições de déficit 
hídrico
Anomalias climáticas e eventos significantes em 2006
www.ncdc.noaa.gov
�FATORES ANATÔMICOS
• Teor de suberização e lignificação da
endoderme (faixa ou estrias de caspari),
• Tamanho e condutância do sistema vascular
(xilema e floema),
• Espessura da camada de cutícula.
�FATORES MORFOLÓGICOS
• Área de exploração do sistema radicular,
• Quantidade de pêlos radiculares (absorventes),
• Quantidade, localização, distribuição e
funcionamento dos estômatos.
�FATORES FISIOLÓGICOS
• Corrente transpiratória,
• Eficiência no uso de água,
• Quantidade de aquaporinas.
�ESCAPE AO ESTRESSE HÍDRICO
• Curtos ciclos de vida
�TOLERÂNCIA AO ESTRESSE HÍDRICO
Tolerância ao estresse, com ou sem redução 
ESTRATÉGIAS DAS PLANTAS SOB 
CONDIÇÕES DE ESTRESSE HÍDRICO
Tolerância ao estresse, com ou sem redução 
da performance.
I - Escape a dessecação;
II - Tolerância a dessecação.
�TOLERÂNCIA AO ESTRESSE HÍDRICO
I - ESCAPE A DESSECAÇÃO
- profundidade de distribuição do sistema radicular
- alta resistência interna do transporte de água
- redução da transpiração
- abscissão foliar
- espessura de cutícula
- adequado controle estomático
II - TOLERÂNCIA A DESSECAÇÃO
- ajustamento osmótico
PROFUNDIDADE DE 
DISTRIBUIÇÃO DO 
SISTEMA RADICULAR
TEMPO DE 
SOBREVIVÊNCIA
ENROLAMENTO 
DE FOLHAS
STAYGREEN
P
R
O
D
U
T
I
V
I
D
A
D
E
P
R
O
D
U
T
I
V
I
D
A
D
E
TRABALHO PARA GRUPOS
MECANISMOS DE RESISTÊNCIA A SECA
�MESÓFITAS
�HIDRÓFITAS�HIDRÓFITAS
�XERÓFITAS
�HIGRÓFITAS