Relações hídricas parte 3

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1 UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO ESCOLA SUPERIOR DE AGRICULTURA LUIZ DE QUEIROZ Departamento de Ciências Biológicas LCB 311 Fisiologia Vegetal Relações hídricas parte 3 - Processos envolvidos no transporte de água - Movimento de água no sistema solo-planta-atmosfera Francynês da Conceição Oliveira Macedo Gabriel Silva Daneluzzi Ricardo Ferraz de Oliveira

2 O transporte de água no solo Depende das partículas que compõem o solo - Argila partículas menores, canais menores - Areia partículas maiores, canais maiores Capacidade de campo: conteúdo de água do solo após ser saturado com água e permitida a drenagem do excesso. 2

3 O transporte de água no solo Governado por um gradiente de pressão T e a tensão superficial da água (7, MPa m) e r e o raio de curvatura da interface ar-água. Quanto menor o raio de curvatura nas superfícies arágua, mais negativo é o Ψ P (ou seja, menor). 3

4 O transporte de água no solo A água move-se por fluxo de massa: movimento em conjunto de grupos de moléculas em massa, obedecendo a um gradiente de pressão; A água flui de regiões de maior pressão para regiões de menor pressão; 4

5 O transporte de água nas raízes Rotas: simplástica, apoplástica e transmembrana 5

6 O transporte de água no xilema É a parte mais longa do caminho percorrido pela água nas plantas; É uma rota simples e de baixa resistência; Anatomia elementos traqueais: - Traqueídes e elementos de vaso: células condutoras de água que não tem membrana nem organelas. Mas possuem paredes celulares lignificadas que formam tubos ocos por onde a água pode fluir com baixa resistência. 6

7 Pontoações areoladas unisseriadas em Araucaria araucana. Anéis de lignina como reforço Vaso de xilema 7

8 O transporte de água no xilema Cavitação fenômeno da formação de bolhas de ar no xilema; Embolia vazio gasoso resultante. 8

9 Teoria da coesão-tensão de ascensão de seiva A água no topo das plantas gera uma grande tensão que puxa a água pelo xilema; A tensão desenvolve-se nas paredes celulares das células da folha devido ao contato entre a água presente no mesofilo e a atmosfera; À medida que água evapora, a água que permanece é sugada para dentro dos interstícios das paredes celulares gerando uma curvatura na superfície ar-água; Devido a alta tensão superficial da água, uma tensão (pressão negativa) é induzida puxando a água através do xilema; Não há gasto de energia metabólica - A energia vem do sol. 9

10 Exemplo Folha = -1,0 MPa Caule = -0,8MPa Raiz = -0,6 MPa Solo = -0,3 MPa 10

11 Origem da tensão nas folhas 11

12 Trajetória da água da folha para a atmosfera Difusão 12

13 Transpiração A água evapora pelos estômatos e depende de: - Diferença de concentração de vapor d água entre o mesofilo foliar e a atmosfera; - Resistência estomática e resistência da camada limítrofe. 13

14 Pressão positiva de raiz Absorção de íons da solução do solo, concentrando-os no xilema, reduzindo assim o Ψ s e Ψ w do xilema; O Ψ w da planta fica menor do que o do solo favorecendo a absorção de água, o que gera uma pressão hidrostática positiva que empurra a água para cima no xilema; Ocorre quando há disponibilidade de água no solo e baixa ou ausência de transpiração; Pode resultar em gutação liberação de água líquida por meio de poros (hidatódios) presentes nas margens das folhas. 14

15 Pressão positiva de raiz e gutação Hidatódio Gutação em uma folha de manto-de-senhora (Alchemilla vulgaris) Gutação em girassol 15

16 Visão geral: O continuum solo-plantaatmosfera - No solo e no xilema, a água move-se por fluxo de massa em resposta a um gradiente de pressão ( ψ P ); - Quando as células da raiz absorvem água do solo e a transportam ao xilema água atravessando membranas (osmose) - a força propulsora é a diferença de ψ através da membrana. - Na fase de vapor, a água move-se por difusão força propulsora é a diferença no gradiente de concentração entre a folha e atmosfera. 16

17 Elementos-chave: - Geração de pressões negativas na folha e dentro do xilema - Sem gasto de energia metabólica pela planta 17