ufrrj__A_agua_e_as_plantas_potencial_hidrico

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A água e as plantas: importância e 
conceito de potencial hídrico
 1. Importância: aspectos gerais e específicos 
 2. Conceito do Potencial Hídrico
 1.1 Importância: aspectos gerais
 Produção e distribuição geográfica das 
plantas depende mais da 
disponibilidade de água do que de 
qualquer outro fator isolado.
 Irrigação representa 70% da água doce 
usada pela humanidade
Redução no Ogallala
Since large-scale irrigation began in the 1940s, water levels have declined more than 30 meters (100 feet) in parts of Kansas, New Mexico, Oklahoma, and Texas.
Read more: Ogallala Aquifer - depth, important, system, source http://www.waterencyclopedia.com/Oc-Po/Ogallala-Aquifer.html#ixzz0jy9PdNgd
http://www.waterencyclopedia.com/Oc-Po/Ogallala-Aquifer.html%22%20%5Cl%20%22ixzz0jy9PdNgd
http://www.waterencyclopedia.com/Oc-Po/Ogallala-Aquifer.html%22%20%5Cl%20%22ixzz0jy9PdNgd
Soluções
http://www.cienciamao.if.usp.br/tudo/exibir.php?midia=nol&cod=_ambienteesalqavaliausod
o
Irrigação mais eficiente
Xeroscape
Irrigação parcial das raízes (Partial 
rootzone drying)
http://images.google.com/imgres?imgurl=http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/a/a
0/Partial_rootzone_drying_irrigation.jpg/300px
2. Importância específica 
 2.1 Constituinte - vegetais contém de 10 a 95% 
de água em seus diferentes tecidos 
 2.2 Renovação - até 100% em uma hora, 
enquanto uma pessoa renova cerca de 5% ao 
dia. Qual é o motivo para esta diferença??????
 2.3 Solvente universal – meio para reações e 
também para transporte de solutos (difusão e 
fluxo de massa)
Difusão: movimento de solutos do meio
mais concentrado para o menos
concentrado. Movimento rápido para curtas
distâncias.
Ex. meio segundo para 50 micrometros,
mas para um metro....levará...
...8 anos. 
Osmose: caso particular de difusão do 
solvente, quando o soluto está impedido de 
se movimentar. 
Difusão da água. do meio em que ela está 
mais concentrada para dentro da vesícula, 
gera pressão que causa fluxo de massa no 
tubo
 2.4 Estabelecimento do turgor celular 
importante para diversos processos, tais como 
crescimento, controle estomático, movimento 
no floema etc.
Vias de entrada de água
Aquaporina
Meio externo Meio interno
http://biosigma.blogspot.com/2009/07/tecidos-vegetais-
resumo.html
 2.5 Reagente. Ex. foto-oxidação da água no 
PSII e hidrólises
 2.6 Estabilidade térmica - calor específico e 
calor latente de vaporização. Por que planta 
transpira????
 2.7 Capilaridade – retenção ou ascenção de 
água em capilares - função da coesão água-
água e da adesão parede-água na interface ar-
água (menisco) – fundamental para entender, 
por exemplo, a ascensão de água em plantas.
http://geocities.ws/saladefisica6/hidrostatica/tensaosuperficial.htm
l
As moléculas da interface ar-água são puxadas para o interior do corpo de água 
A deformação da superfície aumenta o número de 
moléculas nesta superfície, o que é contrário à 
tendência de puxar as moléculas para o interior e, 
assim, ter a menor área na superfície
A área da superfície da água tende 
a ser a menor possível
P = -2T/r
r
r
Onde “P” é a pressão
negativa abaixo do menisco,
“T” é a tensão superficial da
água e “r” é o raio da esfera 
que contém o menisco.
Adesão
Coesão
2. Potencial hídrico
Os valores de potencial da água permitem prever a tendência de movimento
espontâneo da água no sistema solo-planta-atmosfera, o que é muito importante,
pois neste sistema a água tende a se mover espontaneamente da região de maior
para a região de menor energia.
O potencial total da água é uma medida da energia da água, ou seja, da 
sua capacidade de realizar trabalho ou movimento, EXPRESSA EM UNIDADES
DE PRESSÃO 
1 atm = 0,1 MPa (aproximadamente) = 10,3 metros de coluna d´água
O potencial total da água é uma medida de energia e não de quantidade. As medidas 
de quantidade de água (umidade gravimétrica ou volumétrica do solo, umidade do ar,
teor de água das folhas, conteúdo hídrico relativo etc) não permitem estimar a tendência 
de movimento da água, mas o potencial da água sim. 
A entalpia (H) é uma medida do calor total de um sistema, mas não é suficiente para
prever a espontaneidade, uma vez que existem processos exotérmicos e também
endotérmicos, tais como a evaporação da água ou a dissolução da uréia.
H = U + PV
Onde, U é a energia interna das moléculas (ligações, vibração 
e energia cinética), P é a pressão e V é o volume.
Para entendermos a base do conceito de potencial da água,
precisamos primeiro entender um pouco os conceitos de 
entalpia, entropia e energia livre de Gibbs
Para prever a espontaneidade é necessário considerar a entropia (S) dos sistema, que é 
é uma medida da desordem ou do equilíbrio do mesmo.
Os processos espontâneos ocorrem na direção de atingir maior desordem ou equilíbrio
dvf.mfc.uclv.edu.cu/.../vasos.htm
http://dvf.mfc.uclv.edu.cu/2-Investigaciones/gef/FisUEM/DOCENTES/FisMol%20e%20Termodinamica/Simulacoes/www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/fluidos/dinamica/vasosComunicantes%20S/vasos.htm
Energia livre maior à esquerda Energia livre igual nos dois lados
Solutos reduzem a energia da água
O aumento de 
pressão compensa a 
redução de energia 
causada pelos solutos 
A energia livre de Gibbs relaciona entropia e entalpia 
G = H - TS
G = U + PV - TS
Onde H é entalpia, T é temperatura em graus 
Kelvin e S é entropia
Todo processo espontâneo apresenta redução 
na energia livre de Gibbs. No caso do movimento
da água, a combinação dos efeitos de concentração,
altura e pressão é que irá determinar a tendência 
e a direção do movimento. 
Potencial total da água ou Potencial hídrico (ψh)
é função da energia livre de Gibbs
Matematicamente a equação de Gibbs,
G = U + PV – TS,
é transformada na equação do potencial hídrico:
Ψw= ψP + ψg + ψos + ψm
Potencial total da água
ΨH= ψP + ψg + ψos + ψm
ΨH: Potencial total da água;
Ψp:`Potencial de pressão;
Ψg: Potencial gravitacional;
Ψos: Potencial osmótico;
Ψm: potencial matricial.
Ψp: Potencial de pressão;
Pode ser medido pela altura da coluna de água
acima de um ponto e na célula vegetal é
causado pela pressão osmótica das membranas
sobre a parede celular. Geralmente o ψP de
células vegetais vivas é positivo, mas pode ser
negativo na plasmólise.
Ψos: Potencial osmótico
É regulado pela concentração da água. Quanto
maior a concentração de soluto, menor será
Potencial osmótico.
Ψm: potencial matricial
Resultante da interação entre a superfície da água 
e da parede celular (pectinas). Basicamente 
depende da capilaridade.
Ψg: Potencial gravitacional
É função da altura da água. Quanto mais alta, 
maior é este componente.
IMPORTANTE
O movimento da água TENDE A 
OCORRER de uma região de 
MAIOR ΨH para uma região de 
MENOR ΨH