fisiologia vegetal curso de zootecnia prof. etiane skrebsky quadros
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Fisiologia Vegetal
Curso de ZootecniaProf. Etiane Skrebsky Quadros
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Unidade I: Relações hídricas
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Aula 2
Potencial hídrico
Fluxo de água no sistema solo-planta-atmosfera.
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Potencial hídrico
O potencial hídrico é representado pela letra grega psi (ψψww) e representa a
energia livre da água (capacidade de movimento). Expresso em unidades
de pressão (MPaMPa)
A água se move de regiões de maior para regiões de menor potencial hídrico.
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Potencial hídrico
Em geral, a energia livre da água pode ser influenciada por 4 principais fatores:
- concentração, - pressão, - forças de superfície e coloidais,- gravidade.
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Potencial hídrico
Potencial osmótico (ψos):
Conhecido como potencial de soluto
Representa o efeito dos solutos dissolvidos sobre o potencial hídrico.
As moléculas da água são atraídas e retidas pelos solutos (cátions e ânions), induzindo um
decréscimo na atividade da água. Assim, o potencial osmótico tem quase sempre valor
negativo. Ele é zero quando a água é pura.
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Potencial hídrico
Potencial de pressão (ψp):
Representa o efeito de uma pressão exercida sobre o potencial hídrico.
O ψp pode ser positivo, como ocorre nas células túrgidas (potencial de turgescência). Em
células murchas (plasmólise) o ψp pode ser zero.
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Potencial hídrico
Célula vegetal
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Potencial hídrico
Potencial de pressão (ψp):
O ψp pode ser negativo, como ocorre nos vasos do xilema
de plantas transpirando.
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Potencial hídrico
Potencial matricial (ψm):
Representa a influência de forças de superfície e coloidais
Ex: Embebição (entrada de água nas sementes)
Ex: Adsorção (retenção de água nas partículas sólidas (coloides) do solo)
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Potencial hídrico
Potencial gravitacional (ψg):
Representa a influência da gravidade
Por isso, só é importante para o ψw em plantas acima de 10m (acréscimo de 0,1MPa)
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Potencial hídrico
Importância do ψ hídrico na planta
Produtividade de culturas agrícolas
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Potencial hídrico
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Potencial hídrico
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Potencial hídrico
Exemplo prático à nivel celular
Duas células, A e B, estão em contato, e têm os seguintes potenciais:
- Célula A ψs = - 0,4 MPa e ψp = 0,1 MPa
- Célula B ψs = - 0,7 MPa e ψp = 0,5 MPa
- Qual será a direção do transporte de água?
O que determina a direção do transporte é o gradiente de potencial hídrico.
Célula A ψw = ψs + ψp ψw = -0,4 + 0,1 ψw = - 0,3 MPa
Célula B ψw = ψs + ψp ψw = -0,7 + 0,5 ψw = - 0,2 MPa
Como: (ψw)B > (ψw)A
A direção da difusão é de B para A
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Potencial hídrico
Célula absorve água Célula perde água
Exemplo prático
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Fluxo de água no sistema solo-planta-atmosfera
Movimento de água no solo
SOLO
-Corpo natural na superfície da crosta terrestre
-Meio natural para crescimento de plantas
-Reservatório de água
-Origem: Litosfera – rochas (intemperismo) – diferentes tipos de solo
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Fluxo de água no sistema solo-planta-atmosfera
Movimento de água no solo
SOLO
Composição do solo:
-(sólida = minerais + compostos orgânicos);
-(líquida = solução do solo);
-(gasosa = ar do solo).
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Fluxo de água no sistema solo-planta-atmosfera
Movimento de água no solo
Os poros de dimensões variáveis conferem ao solo propriedades capilares, responsáveis pela retenção de água (adsorção).
Os poros do solo são enquadrados em macroporos e microporos
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Fluxo de água no sistema solo-planta-atmosfera
Movimento de água no solo
O conteúdo de água e a taxa de movimento no solo dependem em grande parte do tipo (textura) e da estrutura do solo:
# SOLOS ARENOSOS: Grande espaço entre partículas, macroporos, área superficial, capacidade de campo (CC), água drena facilmente
# SOLOS ARGILOSOS: Pequeno espaço entre partículas, microporos, área superficial, capacidade de campo (CC), resistência ao movimento da água
O que é capacidade de campo?
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Fluxo de água no sistema solo-planta-atmosfera
Movimento de água no solo
Capacidade de campo:Conteúdo máximo de água
disponível para a planta
Ponto de murcha permanente:Ponto em que a água não esta
mais disponível às plantas
Água disponível:Água contida entre a CC e o
PMP
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Fluxo de água no sistema solo-planta-atmosfera
Movimento de água no solo
O ponto de murcha permanente (PMP) depende não apenas do solo, mas,
também, da espécie em estudo.
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Fluxo de água no sistema solo-planta-atmosfera
Movimento de água no solo
A água se move no solo predominantemente por FLUXO DE MASSA (gradiente de pressão)
Sob situação de solo seco o pode o ψp pode apresentar valores negativos
Ex: curvatura com raio de 1µm, o ψp = -0,15Mpa
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Fluxo de água no sistema solo-planta-atmosfera
Movimento de água na raiz
As raízes tem quatro funções principais:
1. ancorar a planta no solo;
2. armazenar carboidratos e outras moléculas orgânicas;
3. sítio de síntese para importantes moléculas;
4. absorver e transportar para a parte aérea água e os sais minerais absorvidos pela
planta.
A efetividade das raízes como órgãos de absorção está relacionada com a extensão de seu A efetividade das raízes como órgãos de absorção está relacionada com a extensão de seu
sistema radicular.sistema radicular.
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Fluxo de água no sistema solo-planta-atmosfera
Movimento de água na raiz
Morfologia da raiz
A água penetra nas raízes principalmente na na zona de pêlos radiculares.
Regiões mais maduras (suberizadas) são mais impermeáveis á agua
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Fluxo de água no sistema solo-planta-atmosfera
Movimento de água na raiz
Anatomia da raiz
Como é o movimento da água na raiz?
Resultante do potencial osmótico!
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Fluxo de água no sistema solo-planta-atmosfera
Da epiderme até a endoderme da raiz, existem 3 rotas pelas quais a água pode fluir:
1) APOPLÁSTICA: A água move-se exclusivamente pela PC (parede celular) (sem atravessar qualquer membrana) e espaços intercelulares.
2) SIMPLÁSTICA: A água se movimenta de uma célula a outra através de plasmodesmos (aberturas da parede celular que une células vizinhas)
3) TRANSMEMBRANA: A água cruza de uma célula a outra
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Fluxo de água no sistema solo-planta-atmosfera
Na endoderme, o movimento via apoplasto pode ser obstruído em função da Estria de Caspary [parede celular com suberina (camada cerosa e hidrofóbica)]
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Fluxo de água no sistema solo-planta-atmosfera
Movimento de água no xilema
Anatomia das células do Xilema:
# TRAQUEÍDEOS (células fusiformes alongadas, sobrepostas. A água flui por meio de pontoações, formando pares de pontoações)
# ELEMENTOS DE VASO (curtas, largas, com paredes terminais perfuradas, com pontoações)
Xilema: Porção + longa da rota de transporte da água
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Fluxo de água no sistema solo-planta-atmosfera
Movimento de água no xilema
Células especializadas e funcionais: mortas na
maturidade, sem membranas e organelas, somente
parede celular lignificadas e grossas = água flui com
resistência relativamente baixa.
Nesse movimento o principal componente é o potencial
de pressão
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Fluxo de água no sistema solo-planta-atmosfera
Movimento de água no xilema
A água sob tensão pode causar CAVITAÇÃO (embolia): formação de bolhas
Minimização da Cavitação:# Elementos traqueais interconectados
# Bolhas podem redissolver-se à noite quando há baixa transpiração
# Pressão de raiz pode encolher as bolhas
# Crescimento secundário (novo xilema)
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Fluxo de água no sistema solo-planta-atmosfera
Movimento de água da folha para a atmosfera
Anatomia das células da folha
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Fluxo de água no sistema solo-planta-atmosfera
No mesófilo, a evaporação de água na folha gera uma pressão negativa no xilema (potencial de
pressão)
Movimento de água da folha para a atmosfera
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Fluxo de água no sistema solo-planta-atmosfera
Quando a água evapora da superfície celular para o espaço intercelular ocorre a difusão da água, principalmente através dos estômatos
Movimento de água da folha para a atmosfera
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Fluxo de água no sistema solo-planta-atmosfera
Movimento de água da folha para a atmosfera
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Fluxo de água no sistema solo-planta-atmosfera
TEORIA DA PRESSÃO DE RAIZ
O movimento da água através da raiz é considerado como resultante de um mecanismo osmótico. A água
que está no solo entra na célula do pêlo radicular, cuja concentração é maior que a da solução do solo. A célula radicular é menos concentrada que a célula
cortical. Esta, por sua vez, é menos concentrada que a célula endodérmica e, assim por diante, até chegar ao
vaso do xilema, cuja solução aquosa é mais concentrada de todas nesse nível. Assim, é como se a água fosse osmoticamente bombeada, até atingir os
vasos do xilema.
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Fluxo de água no sistema solo-planta-atmosfera
A evidência da pressão de raiz é através do fenômeno da GUTAÇÃO
Ocorre em certos tipos de plantascertos tipos de plantas
Plantas frequentemente exibem gotículas líquidas nas margens de suas folhas (hidatódios), (Ex: Morangueiro)
A Gutação é + evidente à noite quando a umidade relativa (UR) é alta e a transpiração é baixa ou ausente.
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Fluxo de água no sistema solo-planta-atmosfera
TEORIA DA TENSÃO-COESÃO (Dixon-Joly)
A hipótese mais aceita, atualmente, para o deslocamento da seiva do xilema é baseada na
“sucção” de água que a copa exerce. Esta “sucção” está relacionada com os processos de
transpiração e fotossíntese que ocorrem nas folhas. Para que essa “aspiração” seja eficiente,
dois pré-requisitos são fundamentais: inexistência de ar nos vasos de xilema e uma força de coesão
entre as moléculas de água. A coesão entre as moléculas de água faz com que elas permaneçam
unidas umas às outras e suportem forças extraordinárias, como o próprio peso da coluna
líquida no interior dos vasos, que poderiam levá-las a separar-se. As paredes dos vasos lenhosos igualmente atraem as moléculas de água e essa adesão, juntamente com a coesão, são fatores
fundamentais na manutenção de uma nova coluna contínua de água no interior do vaso.
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Fluxo de água no sistema solo-planta-atmosfera