380910-RelaçoesHidricas2

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Fisiologia Vegetal é o estudo dos processos vegetais – Fisiologia Vegetal é o estudo dos processos vegetais – 
como as plantas funcionam à medida que interagem com como as plantas funcionam à medida que interagem com 
seus ambientes físicos (abióticos) e vivos (bióticos).seus ambientes físicos (abióticos) e vivos (bióticos).
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 5
 6
Árvores
gigantes
 7
A célula vegetal
Vacúolos
pequenos
núcleo 
volumoso
um único
e grande vacúolo
parede
celular delgada
parede celular
espessa
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1. célula vegetal
As células vegetais não são móveis, exceto certas células 
reprodutivas. Logo, os vegetais desenvolveram a a capacidade de 
crescer em busca dos recursos essencias, tais como, luz, água e 
nutrientes minerais, durante todo o ciclo de vida.
Os vegetais apresentam células com paredes celulares rígidas, 
ligadas firmemente pelas lamelas médias. Bem como, apresentam 
dois tipos de paredes : primária e secundária. 
As paredes celulares primárias são normalmente finas (menos 
de 1µm), caracterizando células jovens e em crescimento.
As paredes celulares secundárias, mais espessas e resistentes 
que as primárias, são depositadas quando a maior parte do 
crescimento está concluído. 
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Aberturas circulares na parede secundária originam pontuações 
simples, as quais sempre ocorrem de forma oposta nas paredes 
secundárias adjacentes. 
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As paredes secundárias devem sua resistencia e rigidez à 
lignina que proporcionam aos vegetais o reforço estrutural 
necessário para crescerem verticalmente acima do solo e 
conquistarem o ambiente terrestre. 
FIBRAS CELULÓSICAS NO CAULE DE SALSÃO
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1. INTRODUÇÃO1. INTRODUÇÃO
Os organismos vivos dependem da água para Os organismos vivos dependem da água para 
viverem. Para os vegetais, ela contribui para a viverem. Para os vegetais, ela contribui para a 
manutenção e preservação de suas funções vitais.manutenção e preservação de suas funções vitais.
Relações HídricasRelações Hídricas
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2.1. Constituinte do Protoplasma
A água é o meio para os constituintes do 
protoplasma. As organelas do protoplasma 
encontram-se envolvidas por água (hidratados).
2. Funções Vitais da Água2. Funções Vitais da Água
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(C6H10O5)n + n H2O ↔ nC6H12O6
 Amido Glicose
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 2.3. Reações de Condensação
O ácido fumárico é essencial na respiração de tecidos de 
plantas e animais. Na indústria de alimentos é empregado como 
agente flavorizante para dar sabor a sobremesas e proporcionar 
ação antioxidante. Bem como, o ácido málico na composição de 
geléias, marmeladas e bebidas de frutas.
 2.5. Produto da respiração celular
C6H12O6 + 6O2 ↔ 6CO2 + 6H2O 
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 2.7. Turgescência celular
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 2.8. Absorção de radiações
A água é incolor e absorve comprimentos de ondas acima
do vermelho (> 1300 nm). 
A boa transmissão da luz
 visível torna possível a 
fotossíntese em plantas 
aquáticas em profundidades
abaixo de 5 metros da 
superfície da água.
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 2.9. Estabilidade térmica
H2OLíquido →→→→→→→→→→→→→ H2OVapor2.452 joules de energia
1 grama de água necessita de 2452 joules
 de energia para passar do estado líquido para
 o gasoso. É o maior valor de calor latente de 
vaporização que se conhece entre os líquidos.
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 2.10. Densidade da água
Em um líquido normal, quando diminui a temperatura do sistema 
a sua densidade aumenta. O gelo, porém é menos denso que a 
água líquida. Isso ocorre porque a uma temperatura de de 4°C à 
água apresenta o máximo de densidade.
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3.1 Estrutura da água
O oxigênio se une covalentemente a dois átomos de hidrogênio
Água – molécula polar, onde o oxigênio apresenta carga parcial negativa 
(s -) e os hidrogênios apresentam cargas parcialmente positivas (s +)
Pontes de hidrogênio – atração elétrica mútua entre moléculas polares
responsáveis pela estrutura simétrica cristalina do gelo.
3. Estrutura e propriedades físico-químicas da água
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3.2 Propriedades físico-químicos da água
Substância Fórmula 
Química
Quantidade 
de hidrogênio
Ponto de 
Fusão (°C)
Calor de 
Fusão (J.g-1)
Ponto de 
Ebulição (°C)
Calor de 
Vaporização (J.g-1)
Metano CH4 4 -184 58 -161 556
Amônia NH3 3 -78 452 -33 1234
Água H2O 2 0 335 100 2452
Fluoreto de 
hidrogênio
HF 1 -92 --- 19 ---
Neônio Ne 0 -249 --- -246 ---
Tabela 1 – Comparação entre propriedades térmicas da água com as de outros 
compostos com estrutura similares, que têm 10 prótons e 10 elétrons.
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3.3 Propriedades de coesão e de adesão
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4. Processos envolvidos no movimento da água
4.1 Força tênsil – capacidade da água em resistir a uma força 
de arraste (tensão máxima que uma coluna de água suporta 
sem quebrar – cerca de 30 MPa ou 296,1 atm).
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 4.2 Tensão superficial da água
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4.3 Movimento ascendente da água nos vasos do xilema
Fluxo de massa
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4.4 Movimento ascendente da água
nos vegetais superiores 
A árvore abaixo é o maior ser vivo na terra, 
com cerca de 112 metros de altura. A General 
Sherman apresenta o maior volume cúbico de 
madeira da terra.
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4.5 Difusão - Processo pelo 
qual as partículas (moléculas 
ou íons) se movimentam de
uma região para outra com 
menor potencial químico. A
transpiração é um processo
difusional da água dentro dos
vegetais.
4.6 Osmose – movimento da 
água por uma membrana com 
permeabilidade seletiva ou 
semipermeável.
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4.7 Potencial da água (Ψw) 
Potencial da água (Ψw) – medida da capacidade das moléculas de 
água em executar um trabalho ou movimento.
O movimento da água ocorre de uma região de alto potencial 
(Ψw) para uma região de baixo potencial (Ψw).
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5. Potencial da água no solo (Ψw) 
Ψágua no solo = Ψm + Ψg + Ψπ 
Onde:
Ψm - Potencial matricial
Ψg - Potencial gravitacional
Ψπ - Potencial osmótico
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5.1. Potencial matricial da água no solo (Ψm )
O solo é um sistema 
complexo constituído de 3 
fases: sólida, líquida e gasosa.
A fase sólida (matriz) é 
composta pelas frações 
minerais (areia fina, silte e 
argila) e orgânica.
A capacidade de retenção de 
água no solo está diretamente 
relacionado ao número de 
cargas negativas de suas 
frações, numa proporção de 
10:3:1:20, respectivamente para 
a argila, silte, areia e matéria 
orgânica.
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5.2. Potencial da água no solo (Ψw) 
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5.3 Potencial matricial da água no solo (Ψm )
A estrutura do solo afeta a porosidade e 
está diretamente relacionada com a retenção 
de água e a aeração das raízes
 Solos arenosos apresentam baixa área 
superficial e grandes espaços entre as 
partículas que favorecem a aeração do sistema 
radicular, mas pouca retenção de água.
Solos argilosos apresentam grandes 
quantidades de microporos, que favorecem na 
retenção de água, porém dificulta a 
disponibilidade de oxigênio para as raízes.
O ideal para o desenvolvimento das plantas é 
uma estrutura de solo que represente um 
balanceamento entre a retenção de água e a 
aeração.
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5.4 Potencial gravitacional da água no solo (Ψg )
O potencial gravitacional da água (Ψg ) se torna importante 
quando o solo recebe grande quantidade de água, por chuva ou 
irrigação artificial, onde os poros ficam saturados e o excesso de 
água é drenado livremente por gravidade, reabastecendo os 
lenções freáticos subterrâneos ou formando corrente superficiais 
com alto poder erosivo.
No solo, o movimento ascendente na água por capilaridade 
vence facilmente a força gravitacional a pequenas distâncias das 
raízes das plantas. Logo, este potencial se torna desprezível. 
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5.5 Potencialosmótico da água no solo (Ψ¶ )
O potencial osmótico da água (Ψ¶ ) resulta da presença de 
solutos na água do solo e de sua interação com as moléculas de 
água. Esses solutos têm origem na lenta decomposição das 
rochas (intemperismo), na decomposição de resíduos orgânicos de 
plantas e animais pelos microrganismos decompositores e pela 
aplicação de adubos e minerais dissolvidos na água de irrigação.
Em solos irrigados de regiões 
áridas ou semi-áridas o 
processo de salinização torna o 
potencial osmótico da água no 
solo (Ψ¶ ) um fator 
determinante da 
disponibilidade de água no 
solo.
Atriplex nummularia
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6. A água no sistema solo-planta
A absorção de água pelas raizes obedecem a um gradiente 
decrescente de Ψágua entre o meio em que as raízes se encontram e 
o xilema destas. As raízes mais fina apresentam maior absorção 
de água, pois se encontram em íntimo contato com um maior 
volume de solo por unidade de volume de raiz.
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6.1 A água nas células da raiz
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6.2 A raiz como superfície de absorção de água
 As raízes são uma grande superfície de absorção de água 
e dos minerais do solo. Nas raízes jovens, as células da 
epiderme (pêlos absorventes) e do córtex ficam em contato 
íntimo com a solução do solo.
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Os pêlos são extensões microscópicas das células 
epidérmicas que aumentam muito a área superficial das raízes 
em contato íntimo com a solução aquosa que circundam as 
partículas do solo.
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Coifa
Região de alongamento
Pêlos absorventes
Pêlos absorventes
Raiz secundária
Córtex
Regiões da raiz
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 47
Nos vegetais, o sistema radicular é tão complexo como a 
parte aérea, com interações com a matriz do solo e com 
organismos que o circundam.
6.4 Funções importantes do sistema radicular
.Sustentação da planta;
.Armazenamento de reservas;
.Síntese de substâncias importantes;
.Absorção de água;
.Absorção de nutrientes.
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A absorção de água 
ocorre, principalmente, pelas 
raízes mais finas, situada na 
porção subapical, entre o 
meristema apical e a região 
cutinizada ou suberinizada 
(dista entre 0,5cm da ponta 
da raiz e se estender até 
10,0cm), onde os tecidos 
vasculares estão se 
diferenciando.
 
Após a absorção ela 
descreve um movimento 
radial, atravessando o córtex 
e chegando ao xilema no 
centro do estelo.
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6.5 Movimento da água entre células e tecidos 
SimplástosSimplástos são os espaços dentro das células (citoplasmas e 
vacúolos), onde a água e os minerais são transportados. 
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O simplasto consiste no espaço ocupado por citoplasmas de 
células interconectadas por plasmodesmas (microporos), na qual 
a água caminha de uma célula para outra através dos 
plasmodesmas.
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Aquaporinas – proteínas que aumentam 
a permeabilidade das membranas 
citoplasmáticas à água, formando 
canais.
Membrana 
citoplasmática 
Obs. O grau de fosforilação dos 
aminoácidos das proteínas das aquaporinas 
alteram a permeabilizada a água. Quanto 
maior a ligação com grupos fosfatos, maior 
a permeabilidade a água.
Parede celular 
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ApoplástosApoplástos são os espaços que compreendem as paredes 
celulares e lamélas médias dos tecidos vegetais, onde a água e 
os minerais são transportados de modo não seletivo para o 
xilema radicular.
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As células da endoderme (“células de passagens”) 
apresentam um espessamento das paredes celulares 
chamado de “Estrias de Caspary”, composto por substâncias 
hidrofóbicas (suberinas com ácidos graxos de cadeias 
longas e alcoóis), que dificulta a passagem de água pelos 
espaços intercelulares (apoplasto). Logo, a água só se move 
para dentro do estelo, passando pelas membranas das 
células (simplasto).
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Logo, a água e os sais minerais só se move para dentro do 
estelo, passando pelas membranas das células (simplasto). 
 Ao chegar nos vasos xilemáticos, a água e os minerais em 
solução seguem em movimento ascendente para o caule e 
folhas, flores e frutos.
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6.6 Corte histológica de uma raiz primária
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6.5 Potencial da água na planta (Ψw) 
Os componentes do potencial da água na planta (Ψw) podem 
diferir marcadamente entre o simplasto e o apoplasto.
Para a água no vacúolo e no citoplasma (simplasto), os 
potenciais de pressão (Ψp) e osmótico (Ψπ) são predominantes. 
No apoplasto, que incluem a água nas paredes celulares, lamelas 
médias e células mortas (elementos dos vasos, traqueídeos e 
fibras) acrescenta-se o potencial matricial (Ψm), contribuindo 
para o potencial hídrico (Ψw). O potencial gravitacional se torna 
importante para o movimento da água em árvores com altura 
superior a 5 metros. 
 Ψágua na planta = Ψm + Ψg + Ψπ + ΨpOnde:
Ψm - Potencial matricial
Ψg - Potencial gravitacional
Ψπ - Potencial osmótico
Ψp - Potencial de pressão
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6.6 Potencial da água na célula (Ψw) 
O potencial de pressão (Ψp) dentro da célula representa a 
pressão hidrostática, usualmente chamado de pressão de turgor 
e tem um valor positivo. A pressão de turgor resulta da água que 
chega ao protoplasma, pressionando-o contra a parede celular 
que resiste a expansão.
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O fluxo da água depende do 
gradiente decrescente do potencial 
hídrico entre a solução do solo em 
contato com a superfície das raízes. 
O potencial hídrico decresce com 
o estabelecimento de uma pressão 
negativa (tensão) dentro do xilema, 
devido a evaporação da água nas 
folhas (transpiração).
O xilema é um sistema contínuo 
de tecido vascular constituído por 
células condutoras mortas 
(traqueídeos e os elementos dos 
vasos) capazes de transportar 
grandes quantidades de água, 
nutrientes minerais e compostos 
orgânicos, com muita eficiência.
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Coesão-Tensão-Adesão (Teoria de Dixon)
Transpiração na copa
(aumento da concentração osmótica)
Sucção das folhas
(osmose – absorve água do xilema)
Condução da Coluna contínua de seiva 
(coesão – tensão - adesão)
Atração entre moléculas de H2O = COESÃO à leva a Tensão.
Atração entre moléculas de H2O com as paredes dos capilares = ADESÃO.
Devido a forças de coesão e de adesão, as moléculas de água se 
mantém unidas umas às outras e aderidas às paredes dos vasos, formando 
uma coluna contínua .
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6.7 Sistema radicular
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Os traqueídeos e os elementos dos vasos 
são células alongadas (6) com paredes 
secundárias que apresentam baixa resistência 
no fluxo ascendente da água até as folhas. O 
movimento da água no xilema é um fluxo de 
massa gerado por um gradiente de potencial 
de pressão (Δ Ψp) entre o sistema radicular (5) 
e as folhas das plantas (7).
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6.8 Translocação de seiva bruta e elaborada
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A transpiração cuticular é considerada residual em plantas A transpiração cuticular é considerada residual em plantas 
adaptadas ao deserto – climas árido e semi-árido.adaptadas ao deserto – climas árido e semi-árido.
Folha de planta de ambiente desértico: notar espessa camada Folha de planta de ambiente desértico: notar espessa camada 
cuticular (corada em laranja).cuticular (corada em laranja).
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6.9 Pressão radicular
O potencial osmótico (Ψπ) contribui relativamente 
pouco para o potencial de água no xilema em plantas que 
transpiram rapidamente, mas é importante a baixas 
velocidades de transpiração, levando ao desenvolvimento 
de um fenômeno conhecido como pressão positiva da raiz 
ou pressão radicular, facilmente visualizada quando o 
caule de uma planta herbácea é cortado acima da linha 
do solo.
As raízes absorvem íons do solo diluído, que são 
transportados para o estelo e depositados ativamente 
no xilema. O acúmulo de íons diminui o potencial 
osmótico e, consequentemente, o potencial de água 
da seiva do xilema. Esta redução do Ψágua geraum 
movimento de água passando das células corticais 
para o estelo e atravessando as membranas das 
células d endoderme, gerando então uma pressão 
hidrostática positiva no xilema.
 66
6.10 Absorção de água e nutrientes minerais
 
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Os hidatódios são poros semelhantes aos estômatos, localizados
sobre espaços intercelulares da epiderme das folhas ( tecido frouxo 
adjacente e em contato direto com as terminações do xilema, 
chamado de epitema.
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Exsudação de seiva bruta – pressão radicular em videira
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7. Glifosato e absorção radicular e foliar7. Glifosato e absorção radicular e foliar
Os herbicidas comerciais que têm o glifosato como 
ingrediente ativo (Roundup e outros) foram introduzidos nos 
anos 70 e logo amplamente utilizados em aplicações agrícolas, 
florestais e industriais. Seu uso se expandiu marcadamente em 
meados de 1990 com o advento das cultivares geneticamente 
tolerantes ao glifosato (Roundup Ready - RR). Na planta, o 
glifosato é absorvido pelas folhas e pelos tecidos desprotegidos 
dos meristemas. É não-seletivo e poucas espécies de plantas 
são tolerantes a ele. O modo de ação dos herbicidas pode ser 
através do xilema da planta, após absorção pela raiz (herbicidas 
sistêmicos) ou pela absorção das folhas (herbicidas de contato). 
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A ação bioquímica do glifosato inibe a atividade da 
sintase de enolpiruvil-chiquimato-3-fosfato (EPSPS), uma 
enzima da rota do ácido chiquímico. Com este modo de 
ação, o glifosato interfere na síntese dos aminoácidos 
aromáticos fenilalanina, tirosina e triptofano, produtos finais 
da rota do ácido chiquímico. 
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 Seu modo de ação consiste na alteração de diferentes processos bioquímicos vitais 
nas plantas, como a biossíntese de proteínas e ácidos nucleicos As plantas tratadas 
com glifosato morrem lentamente, em poucos dias ou semanas, e devido ao transporte 
por todo o sistema, nenhuma parte da planta sobrevive.
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Reconhecendo-se que o glifosato é um poderoso quelatizante imobilizando 
micronutrientes vegetais essenciais, há uma compreensão para vários efeitos herbicidas 
e não-herbicidas de glifosato. O glifosato é móvel no floema, é sistêmico em plantas, se 
acumula nos tecidos meristemáticos (raiz, gemas apicais, nódulos de leguminosas) e é 
liberado na rizosfera por exudação (tanto nas plantas RR quanto nas não – RR). A 
degradação do glifosato na maioria dos solos é lenta ou inexistente, uma vez que não é 
“biodegradável” e esta degradação é realizada essencialmente por metabolismo 
microbiano, quando ocorrer. Embora o glifosato possa ser rapidamente imobilizado no 
solo (também em misturas de tanque do pulverizador, e plantas) por meio de 
quelatização com vários cátions (Ca, Mg, Cu, Fe, Mn, Ni, Zn), ele não é facilmente 
degradado e pode se acumular por anos (em ambos, solos e plantas perenes). 
Fertilizantes fosforados podem adsorver o glifosato acumulado que é então imobilizado 
no solo podendo causar danos ou reduzir a eficiência fisiológica da cultura.