Prof. Francisco Hevilásio F. Pereira Fisiologia Vegetal

Transcrição

1 BALANÇO HÍDRICO DAS PLANTAS FISIOLOGIA VEGETAL Relações hídricas Parte II Água no solo Absorção de água pelas raízes Transporte de água para a parte aérea Pressão radicular (gutação) Pombal PB Tensão no xilema e transpiração (µm) (p)

2 / r Movimento da água no solo Predominantemente por fluxo de massa ( Ψ p ) Plantas absorvem água Reduz-se a quantidade de água próximo as raízes O esgotamento de água causa redução no Ψ p próximo as raízes em relação as áreas vizinhas E o deslocamento da água de > Ψ p para um < Ψ p Fluxo de massa Taxa de fluxo de água no solo Depende: Tamanho do gradiente de pressão Condutividade hidráulica do solo: É a facilidade com que a água se desloca no solo Varia com: Tipo de solo: arenoso > argiloso Conteúdo de água Absorção de água pelas raízes Raiz deve estar em contato íntimo com o solo É auxiliada pelo crescimento das raízes e pela presença de pêlos radiculares (60% da superfície de absorção) A água é absorvida em sua maior parte pela porção apical da raiz Regiões maduras da raiz apresenta exoderme impregna da por suberina (impermeável a água)

3 Absorção de água pelas raízes Movimento da água na raiz Três rotas: epiderme até endoderme Apoplástica Transmembrana Simplástica Apoplástica: move-se exclusivamente pelas paredes celu lares e espaços intercelulares sem passar MP Transmembrana: move-se de célula a célula atravessando a membrana plasmática Simplástica: movimenta-se de uma célula a outra através de plasmodesmas Plasmodesmas: estruturas que conectam uma célula a outra

4 Via de transporte de água mais importante até a endoderme Apoplástica Endoderme: camada de células impregnadas radialmente por suberina - estria de caspary (cerosa e hidrofóbica) Movimento através do apoplasto é obstruído pela estria de caspary Força a água e solutos a cruzarem a endoderme pela membrana plasmática que é seletiva Causas da redução na absorção de água pelas raízes: Falta de água Excesso de água Temperaturas baixas Acúmulo de soluto no xilema pressão de raiz Água em excesso no solo (Ψ w alto) Baixa taxa de transpiração das plantas (UR do ar alta) Estratégia das plantas para absorver água Como isso ocorre? Raiz absorve íons da solução do solo diluída e acumula no xilema Solutos acumulados no xilema reduzem o Ψs Ψw (negativo) A redução Ψw no xilema gera a força propulsora p/ absorção de água Força propulsora gera pressão hidrostática positiva no xilema Pressão positiva no xilema: gera um fenômeno chamado de gutação (hidatódios) Transporte de água no xilema Xilema constitui a maior rota de transporte de água na planta É uma rota simples e de baixa resistência comparada ao transporte na raiz O xilema é constituído por dois tipos de células: Traqueídes Elementos de vaso Traqueídes: são células alongadas organizadas em filas verticais sobrepostas A água flui entre traqueídes por meio de pontoações em suas paredes laterais Pontoações: Não há deposição de parede celular secundária As pontoações entre células adjacentes são coincidentes As paredes primárias e a lamela média forma a membrana da pontoação

5 Elementos de vaso: são células mais curtas e largas que os traqueídes Apresentam paredes terminais perfuradas (placa de perfuração) Os elementos de vasos são empilhados extremidade com extremidade formando um vaso Comprimento dos vasos: 10 cm até vários metros Os elementos de vaso comunicam-se com vasos vizinhos por meio de pares de pontoações A maturação dos traqueídes e elementos de vaso envolvem sua morte (perda da MP e organelas) Resta: paredes celulares lignificadas e grossas Elemento de vaso Parênquima do xilema Câmbio Fibras Fibras Traqueídeos Raio: célula do parênquima Xilema Floema Célula do parênquima Vt Elemento de tubo crivado com placa crivada e célula companheira Vt = Lp (Condutividade hidráulica) Desafio enfrentados pelas plantas durante o transporte no xilema Alta tensão no xilema: espessamento secundário e lignificação dos traqueídes e elementos de vaso (colapso) Alta tensão no xilema aspiração do ar pela parede celular formando bolhas Formação de bolhas no xilema é denominado de cavitação Causa a interrupção de água no xilema

6 Como a planta minimiza os efeitos da cavitação? Planta desvia o fluxo de água do vaso obstruído para o vaso vizinho através das pontoações; As bolhas podem ser eliminadas a noite quando a transpiração é baixa e Ψp aumenta (ar é redissolvidos); Pressão de raiz: Ψp no xilema e o ar é redissolvido Crescimento secundário e a formação de um novo xilema (descarte do xilema não-funcional) Evaporação da água nas folhas versus pressão negativa no xilema A água é transportada às folhas pelo xilema que se ramifica em uma rede de nervuras (feixes vasculares) Evaporação da água da folha é quem gera tensão para puxar a água pelo xilema As maioria das células estão a menos de 0,5 mm de uma nervura Caminho da água do xilema até a atmosfera Xilema Células e paredes celulares Espaços intercelulares Atmosfera por difusão

7 Movimento de água da folha para a atmosfera Espaços intercelulares Atmosfera por difusão Como a água é perdida para a atmosfera? Estômatos (95%) Cutícula (5%) Transpiração depende: Diferença de vapor de água entre os espaços intercelulares e a atmosfera externa (gera diferença de Ψw) C va (folha) C va (ar) C va (ar): fácil de encontrar (UR) C va (folha): temperatura da folha Resistência durante a rota de difusão Resistência estomática foliar Resistência da camada de ar limítrofe Resistência da camada de ar limítrofe depende: Velocidade do vento Presença de tricomas Estômatos localizados em cavidades Tamanho e formato da folha Controle estomático: transpiração versus fotossíntese Controle estomático: transpiração versus fotossíntese Mamona (BRS energia) Mamona (BRS energia)

8 Controle estomático: transpiração versus fotossíntese Mamona (BRS energia) Fechamento estomático: ocorre devido a presença de células-guardas Gramíneas: forma de halteres e margeadas por células subsidiárias auxiliares Dicotiledôneas e monocotiledôneas não-gramíneas: forma reniforme e não apresentam células subsidiárias diferenciadas das demais células do parênquima Características das células-guardas Espessamento desuniforme da parede celular Alta pressão de turgor durante a abertura estomática Fatores que interferem na abertura estomática Luz (intensidade e qualidade) Temperatura Umidade relativa (UR) Concentração intracelular de CO 2 Luz, temperatura, UR e CO 2 intracelular Absorção iônica e a biossíntese de compostos orgânicos nas células-guardas Diminuição do potencial osmótico Fluxo de água para as células-guardas Abertura estomática devido a pressão de turgor e espessamento irregular da parede celular da CG

9 Razão de transpiração Planta C3: 500 moléculas de água/molécula de CO 2 Visão do contínuo solo - planta - atmosfera Solo e xilema: fluxo de massa Folha atmosfera: difusão Planta C4: 250 moléculas de água/molécula de CO 2 Planta CAM: 50 moléculas de água/molécula de CO 2 Inverso da razão de transpiração: Eficiência de Uso da Água (EUA) EUA = fotossíntese / transpiração Medidor de trocas gasosas (IRGA) MÉTODOS UTILIZADOS NA DETERMINAÇÃO DA TRANSPIRAÇÃO Porômetro