Balanço Hídrico das Plantas

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Balanço hídrico das plantas
Introdução
Nas plantas 98% da absorvida pela raiz é perdida para o 
ar como vapor d’ água. A maior parte da água restante fica 
retida nos tecidos vegetais, e somente aproximadamente 
0,2 % é utilizada na fotossíntese 
Processos pelos quais a planta perde água:
 Transpiração
 Gutação
Por que as plantas 
perdem quantidades 
tão grandes de água 
por 
transpiração????????
??
Transpiração
Fotossíntese
Água no solo
Capacidade de campo:conteúdo de água de um solo após 
ele ter sido saturado e o excesso de água ter sido drenado. 
A capacidade que os solos tem de manter a umidade
Solos
Cascalho
Areia 
Argila
Silte
Água no 
solo
Lâmina que adere à
superfície das 
partículas do solo
Preenchendo todo 
o canal entre as 
partículas
A água se move através do solo predominantemente 
por fluxo de massa, governado por um gradiente de 
pressão
Água na planta
Raiz 
lateral
Raiz 
lateral Raiz lateral 
emergente
Pelos 
radiculares
Bainha de 
mucilagem
Absorção de água pelas raízes
O contato intimo entre a superfície 
radicular e o solo que pode ser 
maximizada pelo crescimento das 
raízes e dos pelos radiculares
A água penetra mais prontamente 
na porção apical radicular, que 
inclui a zona de pelos radiculares
O contato íntimo entre o solo e a 
superfície radicular é facilmente 
rompido quando o solo é perturbado
Água na planta
Estria de 
Caspary
Endoderme
FloemaXilemaPericicloCórtex
Epiderme
Rota apoplástica
Rota simplástica e 
transmembrana
A água se move na raiz pelas rotas:
Apoplástica: 
exclusivamente pela 
parede celular e 
espaços intercelulares
Simplástica: de uma 
célula a outra através de 
plasmodesmos
Transmembrana: atravessa pelo menos duas membranas para cada célula 
Transporte no xilema
ASCENSÃO DA SEIVA 
BRUTA (ÁGUA E SAIS 
MINERAIS)
A água e os nutrientes 
inorgânicos são absorvidos pela 
raiz e deslocam-se 
ascendentemente pelo xilema. 
Comparada à rota complexa 
através da raiz, o xilema é uma 
rota simples, de baixa 
resistência.
O xilema consiste de dois tipos 
de elementos traqueais: 
traqueídes e elementos de 
vaso. Traqueídes
Elementos 
de vaso
Placa de perfuração (composta)
Placa de perfuração 
(simples)
Pontoações
Transporte no xilema
ASCENSÃO DA SEIVA BRUTA 
(ÁGUA E SAIS MINERAIS)
Características básicas do xilema
A função primária do xilema é o transporte de água e 
solutos inorgânicos dissolvidos, embora possa conter, 
eventualmente, moléculas orgânicas. O transporte 
caracteriza-se por ser ascendente, desde as raízes até as 
partes aéreas da planta . 
Como a água se movimenta pelo xilema?
Transporte no xilema
Como a água se movimenta pelo xilema?
A ascensão da água e dos solutos através do 
xilema é um processo que requer uma força motriz 
bastante elevada. Quanto mais alta for a planta, maior 
deverá ser a força que permite a chegada da solução 
xilemática até o ápice caulinar. 
HIPÓTESES:
1 - pressão da raiz
2 - capilaridade
3 - coesão-tensão
Transporte no xilema
Pressão da raiz
Diferença no potencial hídrico entre a solução do solo na 
superfície da raiz e a seiva bruta do xilema
Quando a transpiração é muito lenta ou ausente o 
gradiente de potencial hídrico é gerado pelo acúmulo de 
solutos na seiva do xilema e, portanto, a um decréscimo no 
potencial osmótico (s) do xilema e, portanto, a um 
decréscimo do potencial hídrico (w) do mesmo. Essa 
diminuição do w do xilema proporciona a força propulsora 
para absorção de água, que por sua vez, gera uma pressão 
hidrostática positiva nesse.
Pressão de raiz é menos evidente durante o dia e não é o 
suficiente para levar a água até o topo de uma árvore 
muito alta.
Transporte no xilema - Capilaridade
A teoria da capilaridade é fundamentada nas forças de 
adesão e coesão das moléculas de água e pela força da 
gravidade
A capilaridade depende, 
ainda, do diâmetro do tubo 
(ou do vaso xilemático). 
Quanto menor o diâmetro, 
maiores alturas são 
alcançadas pela coluna de 
água. No entanto, o menor 
diâmetro apresentado pelos 
vasos do xilema permite uma 
ascensão de apenas 75 cm 
aproximadamente
Transporte no xilema - Teoria da coesão -tensão 
Espaços intercelulares 
foliares (folha)
xilema - caule
xilema - raiz
solo
Linha do 
solo
atmosfera
Fluxo de 
água e de 
solutos no 
xilema
Essa teoria é atribuída à
H. H. Dixon (1914) e é a 
mais aceita como modelo 
universal de transporte 
no xilema. 
Ela é regida, 
basicamente, por um 
gradiente de potencial 
hídrico (entre a 
atmosfera, a planta e o 
solo), pelas propriedades 
de coesão e adesão das 
moléculas de água e pela 
força de tensão nos 
vasos xilemáticos. 
Camada 
limítrofe de ar
Camada 
limítrofe de ar
Célula guarda
Poro estomáticoAlto CO2
CO2
Resistência 
estomática
Baixo conteúdo de 
vapor da água
Resistência da 
camada limítrofe
Vapor da água
Parênquima 
esponjoso
Cutícula
Cutícula
Câmara 
subestomática
Parênquima 
paliçádico Xilema
Superfície abaxial 
da epiderme
Superfície adaxial 
da epiderme
Transporte no xilema - Teoria da coesão -tensão 
Transporte no xilema - Teoria da coesão -tensão 
Membrana 
plasmática
Parede 
celularVacúolo
Cloroplasto
Citoplasma
Película de água
Evaporação da 
água
A água evapora da 
superfície das 
paredes celulares 
que delimitam os 
espaços 
intercelulares no 
interior da folha 
durante a 
transpiração, e esta 
é reposta pela água 
existente dentro da 
célula.
Transporte no xilema - Teoria da coesão -tensão 
Cloroplasto
Vacúolo Citoplasma
Membrana 
plasmática
Microfibrilas 
de celulose 
em seção 
transversal
Interface ar-água – pressão negativa
Kerbauy, 2004
Transporte no xilema - Teoria da coesão -tensão 
Trajetória da água pela folha
A água é puxada do xilema para as paredes celulares 
do mesófilo de onde evapora para os espaços 
intercelulares dentro da folha
O vapor da água difunde-se, então pelos espaços 
intercelulares da folha, através do poro estomático e da 
camada limítrofe de ar parado situada junto à superfície 
foliar
Quando a água evapora da superfície das paredes 
celulares, esta é resposta pela água existente dentro da 
célula
Devido a membrana plasmática ser totalmente 
permeável à água, mas não aos solutos, resulta na 
concentração de solutos dentro das células e, 
conseqüente diminuição do w
Transpiração ocorre através de :
 Estômatos 
 Lenticelas
 Cutícula
Transpiração
A abertura e fechamento dos 
estômatos controla a troca gasosa 
através da superfície da folha
H20 -
transpiração
Embora a abertura dos 
estômatos seja essencial 
para a fotossíntese, eles 
podem expor as plantas a 
perda excessiva de água 
através da transpiração. 
Cerca de 90% da água é
perdida pela transpiração.
Abertura estomática – 1% 
da superfície foliar 
Transpiração
Estômatos
Localização : epiderme 
superior, inferior, ambas, 
em criptas, etc
 Número – variável
Ex: folha de pepino –
100.000 cm 2
- Gramíneas - 10.000 cm 2
No geral – 100 estômatos 
por mm2
Abertura estomática – 1% 
da superfície foliar 
Estômatos
Células epidérmicas
Microfibrilas de celulose 
radialmente arranjadas
Microfibrilas de celulose 
radialmente arranjadas
Células epidérmicas
Células-guarda 
Células-guarda Células subsidiárias
Poro
Poro
Complexo estomático
A estrutura da parede celular das 
células guarda tem papel crucial 
nos movimentos estomáticos
As paredes celulares das células 
guarda são desigualmente 
espessadas e freqüentemente a 
parede dorsal é mais fina e se 
distende mais facilmente que a 
parede central
As células-guardareniformes têm 
microfibbrilas de celulose 
projetadas radialmente a partir do 
poro
Em gramíneas, as células-guarda 
em forma de haltere funcionam 
como barras com extremidades 
infláveis
Estômatos
O movimento estômatico depende de:
 Variação da pressão de turgor dentro das células
 Orientação radial das microfibrilas de celulose nas 
paredes celulares das células-guarda
 Perda de água –fechamento estomático – aumento de 
ABA (ácido abscísico)
 Aumento na concentração de CO2 acarreta o fechameto 
dos estômatos
O estômato abre-se na luz e fecha-se no escuro –
utilização do CO2 pela fotossíntese
 Temperaturas maiores do que 30 – 35 °C pode levar ao 
fechamento dos estômatos
Fatores ambientais que afetam a taxa de transpiração:
Luz – as velocidades de transpiração apresentam 
característicamente uma periodicidade diurna que é
intimamente relacionada com o movimento dos estômatos
Temperatura – velocidade de transpiração dobra a cada 
aumento d 10 °C
Umidade – a água é perdida muito mais devagar numa 
atmosfera já carregada de vapor d’ água
Correntes de ar – o vento retira o vapor de água da 
superfície foliar, acentuando a diferença de pressão de 
vapor através da superfície
Disponibilidade de água – quando a absorção de água é
menos intensa que a evaporação os estômatos se fecham
Transpiração
Estômato
AbertoFechado
Estômatos
Abertura dos estômatos
 E. Lolyd (1908) - hipótese 
amido-açúcar 
 S. Iamamura (1943) – íons K+, 
Cl- e malato 2-
 Talbott & Zeiger (1998) – papel 
da sacarose na osmorrefulação 
das células-guarda
Estômato
AbertoFechado
Fechamento dos estômatos
O ácido abscísico (ABA) é o hormônio que esta 
relacionado com o fechamento dos estômatos 
quando a água do solo é insuficiente para manter a 
transpiração (freqüentemente ocorre ao redor do 
meio dia) 
O mecanismo:
ABA se liga a receptores da superfície da 
membrana plasmática das células - guarda
•Os receptores ativam diversos vias que 
convergem em
•Elevação do pH do citosol
•Transferência de íons Ca2+ do vacúolo 
para o citosol
•O aumento de Ca2+ bloqueia a tomada de 
íons K+ para dentro da células-guarda
•O aumento do pH estimula a perda de Cl-
e de íons malato
•A perda desses solutos reduz a pressão 
osmótica e o turgor
•Os estômatos se fecham
Estômatos
Estômatos
448 198 156 95 448 293 98 73
Variação da pressão de turgor nas células-
guarda
Variação na concentração de íons potássio 
através do complexo estomático
O decréscimo no potencial osmótico (s) resulta no 
decréscimo do (w) e conseqüentemente a água move-se 
para dentro das célula-guarda
A densidade de estômatos nas folhas varia em 
função de diversos fatores ambientais como:
Temperatura, umidade do ar, intensidade 
luminosa e concentração de C02.
A concentração de C02 é uma relação 
inversa.
Algumas evidências:
Plantas que crescem em atmosfera artificial 
com alto teor de C02 possuem menos 
estômatos.
Estudos com espécimes de Herbários 
revelaram que o número de estômatos em 
diversas espécies tem diminuído nos últimos 
200 anos (o que coincide com o aumento do 
teor de C02 atmosférico)
Densidade de estômatos
Aumento da 
concentração de CO2
Estômatos