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Relações Hídricas

Bacia do Rio UNA – Taubaté - SP

“Recurso mais abundante e mais

limitante para o desenvolvimento e

sobrevivência das plantas”

Conquista do ambiente terrestre pelas

plantas

Surgimento da vida: 3,5 bilhões de anos atrás

Plantas terrestres: 450 milhões de anos atrás

Adaptações ao ambiente terrestre

• raiz

• sistema vascular

• epiderme + cutícula

• estômatos

Água e as plantas

Funções da Água

Solvente e meio de transporte de íons

Reações químicas → hidrólise

Pressão de turgor

Alongamento celular

Trocas gasosas nas folhas

Transporte no floema

Estabilidade mecânica em plantas não

lignificadas

Estabilidade térmica do vegetal

Importância das relações hídricas

100% água do globo = 97,3 % salgada +

2,7% doce

2,7% = 2% gelo + 0,7% líquido

0,7% = 0,6% subterrânea + 0,1% disponível

70% da água gasta pelo homem é na

agricultura

Planta de milho de 2 Kg gasta 200 Kg de

água durante o ciclo, ou seja, só utiliza

realmente 1%

Coesão

•Atração mútua entre as moléculas

–Adesão

•Atração da água por uma fase

sólida

Na interface água líquida-água gasosa, as moléculas são mais

atraídas pela parte líquida do que pela gasosa, criando uma

pressão no resto do líquido

Força física para conduzir a água pelos elementos de vaso sem

interrupção da coluna d’água

Primeira Lei da Termodinânica:

¨Em um sistema isolado a energia interna permanece constante¨ - Entalpia (H)

Segunda Lei da Termodinânica: ¨A entropia (S) do universo aumenta numa

transformação espontânea e mantém-se constante numa situação de equilíbrio¨

ΔH < 0 significa que energia final é menor que a inicial. A diferença foi perdida

na forma de calor (processo exotérmico)

ΔS > 0 significa processo espontâneo

Relações hídricas: ΔH < 0 e ΔS > 0

Processos vitais: ΔH > 0 e ΔS < 0

Conceito de potencial hídrico:

Conceito de potencial hídrico

Conseqüências das leis da termodinâmica:

Difusão: transferência de moléculas ou íons da região mais

concentrada

(hipertônico) para a menos concentrada (hipotônico)

Osmose: difusão onde se impede a passagem de solutos

A osmose é um processo essencial nas células, sendo que o movimento

da água por osmose obedece o conceito de potencial hídrico.

A Célula Vegetal

AR

Parede Celular

Célula vegetal

Polissacarídeos da parede

Membrana Plasmática

Membranas Biológicas

Exterior

Hidrofílico

Interior

Hidrofóbico

Hidrofílico

Hidrofóbico

Grupo fosfato –

“cabeça Polar”

Cadeia

carbônica –

“cauda apolar”

Fosfolipídeo

Canal Carregador Receptor

Proteínas da Membrana


O potencial químico de uma substância é sua capacidade de

se difundir, o que equivale a dizer que quanto maior a

concentração, maior o potencial químico.

Quanto maior o potencial químico, maior a energia livre ou

capacidade de realizar trabalho.

O potencial hídrico é o potencial químico da água. Logo,

quanto maior o potencial hídrico, maior a capacidade de

realizar trabalho.

O maior potencial hídrico é o da água pura!


ψ = μa - μoa = R.T. ln (PV/PVo)

ψ = potencial hídrico;

μa = potencial químico da água em um sistema;

μoa = potencial químico da água pura;

R = constante universal dos gases ideais;

T = temperatura absoluta em graus Kelvin;

ln = logaritmo neperiano;

PV = pressão de vapor da água no sistema (à temperatura T);

PVo = pressão de vapor da água pura (à temperatura T).

As unidades mais comumente utilizadas para o ψ são:

bar = 0,987 atm = 0,1 MPa = 105 dinas/cm2 = 102 J/kg

Água pura, ψ = 0

A água sempre move-se do maior para o menor potencial


Componentes do potencial hídrico:

ψ= ψs + ψp + ψm + ψg

onde:

ψ= ψh = ψa = potencial de água total;

ψs = ψo = potencial osmótico ou de solutos, que é função da concentração

de solutos;

ψp = potencial de pressão;

ψm = potencial matricial, função de forças de atração e capilaridade;

ψg = potencial gravitacional.


Potencial osmótico:

ψo = -CγRT (MPa)

Onde:

C = concentração do soluto em molalidade (no. de moles do soluto /

volume do solvente)

γ = coeficiente de atividade ( Sacarose = 1, NaCl = 2)

R = 0,00831

T = C + 273

ψo = - π

π= pressão osmótica

Quanto mais solutos, menor (mais negativo) é o potencial osmótico e,

consequentemente, menor o potencial hídrico!!


A água sempre vai do maior para o menor potencial hídrico, o que confirma que

a adição de solutos diminui o potencial hídrico

Adição de solutos = menor energia livre da água

O potencial osmótico contribui negativamente para o potencial hídrico

ψo < 0


A aplicação de pressão (energia) aumenta a energia livre da água

Desse modo, o potencial de pressão contribui positivamente para o potencial

hídrico

ψp > 0


Assim como os solutos, as partículas coloidais (0,001 a 0,1 μm) também

diminuem a energia livre da água

Assim, o potencial matricial contribui negativamente para o potencial hídrico

ψm < 0


Assim como o potencial de pressão, o potencial

gravitacional aumenta a energia livre da água

Desse modo, o potencial gravitacional contribui

positivamente para o potencial hídrico

ψg > 0


Na célula vegetal:

ψ = ψo + ψp

ψp = pressão que a parede celular faz na

plasmalema.

ψo = solutos (açúcares, ácidos

orgânicos e sais) no citoplasma

ou vacúolo

Movimento da Água

Potencial Hídrico

Turgor e Plasmólise – Potencial Pressão

PLASMÓLISE

Vídeo mostrando a ciclose e plasmólise em Elodea sp.

PLASMÓLISE

Valores do H

solo-planta-atmosfera

Transpiração

Um cafeeiro pode perder 600 litros de

água por mês - mais de 7.200 L/ ano !!

Formas de perda de água:

Líquida – Gutação

Vapor - Transpiração

T = (PVfolha – PVar)/ (R ar + R folha)

Transpiração

R folha = R estomática + R espaços intercelulares + R cuticular

Corte transversal de raiz

Pêlo radicular

EpidermeCórtex

radicular

Endoderme

Xilema

Floema

Simplasto/apoplasto

Endoderme– Estria de caspary

Pêlo radicular, argila e potencial mátrico

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Education

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