Relações Hídricas pdf

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FISIOLOGIA VEGETAL
SARAIVA
Eng. Agrônomo – UNIPAM (2004-2007)
MSc. Proteção de Plantas – UNESP/Botucatu (2008-2010)
Coordenador / Professor Faculdade Cidade de Coromandel – FCC (2014 – atual)
Email.: agronomia@fcc.edu.br / Blog: www.professorsaraiva.wordpress.com
Engenharia Agronômica – Departamento de Fitotecnia
Thiago Silvestre
Conteúdo programático:
1. Estrutura e propriedades físico-química da água;
2. Processos de movimento da água;
3. Potencial hídrico;
4. Água no solo;
5. Absorção e movimento radial de águas nas raízes;
6. Movimento ascendente de água no xilema;
7. Transpiração;
8. Fisiologia dos estômatos;
Introdução
 Indispensável para os seres vivos;
 Constitui 80 – 95% da massa em tecidos vivos;
 30 – 75% em tecidos lenhosos;
 5 – 15% em sementes;
 Relações solo – planta – atmosfera intimamente ligadas;
 Movimento determinado por princípios físicos-químicos;
 Conhecimento de sua estrutura e propriedades indispensáveis para o
engenheiro agrônomo;
1.
Tabela 1. Comparação entre propriedades físicas da água e as de outros compostos com
estruturas similares, que tem 10 prótons e 10 elétrons.
1. Estrutura e propriedades físico-química da água
(KERBAUY, G. B., 2008)
Figura 1. A. Representação esquemática da molécula de água. B. Esquema mostrando as distâncias das ligações
de átomos de hidrogênio e oxigênio intra- e intermoleculares
1. Estrutura e propriedades físico-química da água
(KERBAUY, G. B., 2008)
Figura 2. A. A forte eletronegatividade do átomo de
oxigênio (ligação covalente – carga parcial do
hidrogênio positiva) e, Cada um dos dois pares
solitários de elétrons do átomo de oxigênio produz uma
carga parcial negativa. B. As cargas parciais opostas
(δ– e δ+) na molécula de água levam à formação de
pontes de hidrogênio intermoleculares com outras
moléculas de água.
(TAIZ, L.; ZEIGER, E.; MOLLER, I. M.; MURPHY, A., 2017)
1. Estrutura e propriedades físico-química da água
Propriedades
 Solvente;
 Térmicas;
 Coesão e adesão;
Figura 3. A. Orientação das moléculas de água na superfície de um íon. B. Orientação das moléculas de água em
superfícies de macromoléculas carregadas.
1. Estrutura e propriedades físico-química da água
(KERBAUY, G. B., 2008)
1. Estrutura e propriedades físico-química da água
 A água possui alto:
 Ponto de fusão;
 Ponto de ebulição;
 Calor latente de vaporização;
 Calor latente de fusão;
 Calor específico;
Sólido – Líquido
Líquido - Gasoso
OBS.: Altera a temperatura da água
(KERBAUY, G. B., 2008)
1. Estrutura e propriedades físico-química da água
 A água possui alto:
 Ponto de fusão;
 Ponto de ebulição;
 Calor latente de vaporização;
 Calor latente de fusão;
 Calor específico;
Líquido – Gasoso
 Ocorre durante a transpiração;
 A água evapora enquanto sua superfície resfria;
 A medida que a temperatura aumenta, o calor latente de
vaporização diminui;
 Ponto máximo à 100ºC;
OBS.: Não altera a temperatura da água
1. Estrutura e propriedades físico-química da água
 A água possui alto:
 Ponto de fusão;
 Ponto de ebulição;
 Calor latente de vaporização;
 Calor latente de fusão;
 Calor específico;
Sólido – Líquido
 Pontes de hidrogênio atuam como isolante térmico;
 Plantas bem hidratadas sofrem menos com oscilações de
temperatura;
OBS.: Manejo em regiões mais frias
1. Estrutura e propriedades físico-química da água
 A água possui alto:
 Ponto de fusão;
 Ponto de ebulição;
 Calor latente de vaporização;
 Calor latente de fusão;
 Calor específico;
Energia calórica requerida
 Aumento de 1ºC requer uma elevada energia calórica;
 Garante variações de temperatura em organismos vivos;
 Habilidade de condutância de temperatura;
 Pontes de hidrogênio;
 Melhor redistribuição da caloria;
OBS.: Manejo em regiões mais frias
1. Estrutura e propriedades físico-química da água
Figura 4. A. A forma de uma gotícula colocada sobre uma superfície solida reflete a atração relativa do líquido em
relação ao sólido e em relação a si mesmo. B. A capilaridade
(TAIZ, L.; ZEIGER, E.; MOLLER, I. M.; MURPHY, A., 2017)
2.
Processos de movimento
 Fluxo de massa;
 Difusão;
 Osmose;
2. Processos de movimento da água
(https://www.mgmferramentas.com.br)
Figura 4a. Sistema de bombeamento de poço
artesiano.
Deslocamento de água pelo encanamento 
impulsionada pela bomba.
(http://studyingplantphysiology.blogspot.com.br)
Figura 4b. Deslocamento de água dentro do xilema em função da
diferença de pressão no solo, dentro da planta (raízes, caule e folha) e na
atmosfera.
O deslocamento de água é impulsionado pela diferença de pressão.
No fluxo de massa pode-se observar:
 Forças de coesão e adesão;
 Processo de transpiração;
 Calor latente de vaporização;
2. Processos de movimento da água
(KERBAUY, G. B., 2008)
Figura 5. Movimento termocaótico de
partículas que leva à difusão.
𝑱j = −𝑫𝒋
𝒅𝒄𝒋
𝒅𝒙
Lei de Fick
2. Processos de movimento da água
(BIOLOGIANET)
Figura 6. Movimento da água através de uma membrana semipermeável (permite
somente a passagem de água pura). O movimento é caracterizado pela passagem
da água doce (meio hipotônico) para salgada (meio hipertônico).
Pressão + Concentração
Fluxo de massa Difusão
3.
Potencial hídrico
 O potencial hídrico representa o potencial químico da água, ou seja, a energia livre
associada às moléculas de água.
 O valor do Potencial Hídrico da água no estado padrão recebeu por convenção o valor
ZERO;
3. Potencial hídrico
𝜓𝑤 = 0 (𝑒𝑠𝑡𝑎𝑑𝑜 𝑝𝑎𝑑𝑟ã𝑜 𝑑𝑎 á𝑔𝑢𝑎)
Quatro fatores contribuem para o potencial hídrico celular
 Solutos - 𝜓𝑠;
 Potencial osmótico – efeito dos solutos dissolvidos em água;
 Pressão - 𝜓𝑝;
 Pressão hidrostática da solução; Determina o turgor das células;
 Gravidade - 𝜓𝑔
 Pressão exercida pela atmosfera;
 Mátrico - 𝜓𝑚
 Adesão e coesão.
3. Potencial hídrico
𝜓𝑤 = 𝜓𝑠+ 𝜓𝑝+ 𝜓𝑚+ 𝜓𝑔
Potencial hídrico dentro da célula
 O 𝜓𝑚 e o 𝜓𝑔 embora exista dentro da célula, é considerado desprezível;
Como a água se desloca dentro da célula então?
3. Potencial hídrico
𝜓𝑤 = 𝜓𝑠+ 𝜓𝑝
Água pura
𝜓𝑝 = 0 MPa
𝜓𝑠= 0 MPa
𝜓𝑤 = 𝜓𝑠+ 𝜓𝑝
𝜓𝑤 = 0 MPa
Solução 0,1 M Sacarose
𝜓𝑝 = 0 MPa
𝜓𝑠= -0,244 MPa
𝜓𝑤 = 𝜓𝑠+ 𝜓𝑝
𝜓𝑤 =−0,244 MPa
Célula flácida
𝜓𝑝 = 0 MPa
𝜓𝑠= -0,732 MPa
𝜓𝑤 =−0,732 Mpa
Célula após equilíbrio
𝜓𝑤 =−0,244 Mpa
𝜓𝑠= -0,732 MPa
𝜓𝑝 = 𝜓𝑤 - 𝜓𝑠 = 0,488 Mpa
Aumento de sacarose na solução para 0,3 M
𝜓𝑝 = 0 MPa
𝜓𝑠= -0,732 MPa
𝜓𝑤 = -0,732 Mpa
Célula turgida
𝜓𝑝 = 0,488 MPa
𝜓𝑠= -0,732 MPa
𝜓𝑤 =−0,244 Mpa
Célula após equilíbrio
𝜓𝑤 =−0,732 Mpa
𝜓𝑠= -0,732 MPa
𝜓𝑝 = 𝜓𝑤 - 𝜓𝑠 = 0 Mpa
Célula estado inicial
𝜓𝑤 =−0,244 Mpa
𝜓𝑠= -0,732 MPa
𝜓𝑝 = 𝜓𝑤 - 𝜓𝑠 = 0,488 Mpa
Célula estado inicial
𝜓𝑤 =−0,244 Mpa
𝜓𝑠= -1,464 MPa
𝜓𝑝 = 𝜓𝑤 - 𝜓𝑠 = 1,22 Mpa
4.
Água no solo
 A taxa de movimento da água no solo depende
diretamente da granulometria do solo;
4. Água no solo
Água no solo
 Pressão hidrostática negativa no solo diminui o potencial
hídrico do solo;
 A água se move através do solo por fluxo de massa;
4. Água no solo
Água no solo
 A taxa do fluxo de massa nos solos dependem de dois fatores:
 Do tamanho do gradiente de pressão;
 Da condutibilidade hidráulica do solo;
 Dependente da textura do solo e do conteúdo de água, exemplo;
 Solos arenosos – grandes espaços = alta condutibilidade;
 Solos argiloso – pequenosespaços = baixa condutibilidade;
4. Água no solo
A medida que o solo perde água a 
condutibilidade hidráulica diminui 
devido a substituição dos espaços 
de água por ar 
Água no solo
 Ponto de murcha permanente
 𝜓w solo muito baixo;
 A célula não podem recuperar a pressão de turgor;
 Isso significa que o potencial hídrico (𝜓w) do solo é menor
ou igual ao potencial osmótico da planta (𝜓s).
4. Água no solo
5.
Absorção de água pelas raízes
 A água se move na raiz pelas rotas apoplástica, transmembrana e simplástica:
 Apoplástica – a água move-se exclusivamente pela parede celular sem atravessar qualquer membrana;
 Transmembrana – a água move-se de uma célula a outra através dos plasmodesmas;
 Simplástica – a água move-se de célula a célula atravessando as membranas;
5. Absorção e movimento radial de águas nas raízes
6.
Transporte de água através do xilema
 Xilema consiste de dois elementos traqueais;
 O movimento da água através do xilema requer menos pressão do que o movimento nas células vivas;
 Teoria da coesão-tensão explica o transporte de água no xilema;
 A evaporação da água na folha gera uma pressão negativa no xilema;
6. Movimento ascendente de água no xilema
7.
Movimento de água da folha para a atmosfera
 A força propulsora para a perda de água é a
diferença de concentração de vapor de água;
 O controle estomático acopla a transpiração
foliar à fotossíntese foliar;
7. Transpiração
8.
8. Fisiologia dos estômatos
8. Fisiologia dos estômatos
Fenômeno natural
GUTAÇÃO
FISIOLOGIA VEGETAL
SARAIVA
Eng. Agrônomo – UNIPAM (2004-2007)
MSc. Proteção de Plantas – UNESP/Botucatu (2008-2010)
Coordenador / Professor Faculdade Cidade de Coromandel – FCC (2014 – atual)
Email.: agronomia@fcc.edu.br / Blog: www.professorsaraiva.wordpress.com
Engenharia Agronômica – Departamento de Fitotecnia
Thiago Silvestre