A água de movimenta a favor de um gradiente de
potencial hídrico entre atmosfera, planta e solo, ou seja, a
água se movimenta do maior potencial hídrico para o
menor potencial hídrico
Assim, a movimentação da água ocorre devido as
diferenças de potencial entre solo, planta e atmosfera
A água de movimenta a favor de um gradiente de
potencial hídrico entre atmosfera, planta e solo, ou seja, a
água se movimenta do maior potencial hídrico para o
menor potencial hídrico
Assim, a movimentação da água ocorre devido as
diferenças de potencial entre solo, planta e atmosfera
Para a água de movimentar:
solo >
planta >
atmosfera
+
atmosfera depende da temperatura e UR 27oC e UR 80% - atmosfera = -30 Mpa 27oC e UR 50% - atmosfera = - 96 Mpa atmosfera = -10 a -100 Mpa copa = -1,0 a -1,5 Mpa xilema = - 0,5 a -1,0 Mpa raiz = -0,3 a – 0,5 Mpa solo = -0, 01 a – 0,3 Mpa
0 20 40 60 80 100 -700 -600 -500 -400 -300 -200 -100 0 Pote nc ia l Hídri co (Mpa) Umidade Relativa (%)
CONFLITO VITAL PARA AS PLANTAS
Necessidade de conservar a água e a necessidade de
absorver CO
2TRANSPIRAÇÃO X FOTOSSÍNTESE
CONFLITO VITAL: como as plantas resolveram?
CONFLITO VITAL: como as plantas resolveram?
1. Sistema radicular extenso para extrair água do solo
2. Rota de baixa resistência por meio de elementos
de vaso e traqueídeos (no xilema) para trazer água
até as folhas
CONFLITO VITAL: como as plantas resolveram?
1. Sistema radicular extenso para extrair água do solo
2. Rota de baixa resistência por meio de elementos
de vaso e traqueídeos (no xilema) para trazer água
até as folhas
3. Cutícula hidrofóbica cobrindo a superfície da planta
para evitar a evaporação
CONFLITO VITAL: como as plantas resolveram?
1. Sistema radicular extenso para extrair água do solo
2. Rota de baixa resistência por meio de elementos
de vaso e traqueídeos (no xilema) para trazer água
até as folhas
3. Cutícula hidrofóbica cobrindo a superfície da planta
para evitar a evaporação
4. Estômatos microscópios na superfície foliar para
permitir trocas gasosas
CONFLITO VITAL: como as plantas resolveram?
1. Sistema radicular extenso para extrair água do solo
2. Rota de baixa resistência por meio de elementos
de vaso e traqueídeos (no xilema) para trazer água
até as folhas
3. Cutícula hidrofóbica cobrindo a superfície da planta
para evitar a evaporação
4. Estômatos microscópios na superfície foliar para
permitir trocas gasosas
5. Células-guarda para regular o diâmetro (e
ESTRESSE
ESTRESSE
É um desvio significativo das condições ótimas
para a vida, e induz mudanças e respostas em
todos os níveis funcionais do organismo, os
quais são reversíveis a princípio, mas podem se
tornar permanente (Larcher, 2000)
É um fator externo que exerce uma influência
desvantajosa para a planta (Taiz & Zeiger, 2002)
FATORES DE ESTRESSE (Larcher, 2000)
Na agricultura:
“Qualquer fator que limita a produtividade abaixo do potencial
genético”
Estresse (fator) = causa
Tensão = efeito
Potencial genético do milho: 36 t/ha ?
Logo: a maioria das plantas está sob algum fator de estresse.
ESTRESSE
Adaptação e Aclimatação
Planta aclimatada: tolerância aumentada como consequência de exposição anterior ao estresse Planta adaptada: resistência geneticamente determinada, adquiridopor processo de seleção durante muitas gerações
Tolerância: é a aptidão da planta para enfrentar um ambiente desfavorável
A tolerância a qualquer tipo de estresse varia com a espécie Ex.: ervilha (melhor desenvolvimento a 20oC) e Soja (30ºC)
ESTRESSE HÍDRICO
ESTRESSE HÍDRICO
Déficit hídrico: conteúdo de água de um
tecido ou célula que está abaixo do
conteúdo de água mais alto exibido no
estado de maior hidratação
Planta sob seca: situação na qual as
precipitações exibem valores inferiores aos da
evaporação e a transpiração das plantas
Falta de chuva na fase de enchimento de grão
Bico de papagaio
Falta de água
prejudica a
produtividade e a
qualidade
Déficit hídrico e fotossíntese
O déficit hídrico limita a fotossíntese no
cloroplasto
Déficit hídrico e translocação
de fotoassimilados
O déficit hídrico diminui indiretamente a
quantidade de fotoassimilados translocados,
pois reduz a fotossíntese e o consumo de
assimilados das folhas em expansão
Estratégias de aclimatação ao
déficit hídrico
Diminuição da área foliar
Abscisão foliar
Acentuado crescimento das raízes
Estratégias de aclimatação ao
déficit hídrico
Diminuição da área foliar
Falta de água causa contração celular, afrouxamento de parede e redução no turgor. Isso causa redução na expansão celular e foliar.
Estratégias de aclimatação ao
déficit hídrico
Diminuição da área foliar
Falta de água causa contração celular, afrouxamento de parede e redução no turgor. Isso causa redução na expansão celular e foliar.
Estratégias de aclimatação ao
déficit hídrico
Abscisão foliar
Estresse hídrico estimula a produção do hormônio etileno, responsável pela abscisão foliar
Estratégias de aclimatação ao
déficit hídrico
Acentuado crescimento das raízes
O déficit hídrico acentua o aprofundamento das raízes no solo a procura de umidade
Com a redução na expansão foliar, sobra mais fotossintetizados para a parte radicular
Estratégias de aclimatação ao
déficit hídrico
Fechamento estomático
ABA: ácido abscísico (hormônio vegetal) O sinal vem geralmente das raízes
Ácido abscísico – causa fechamento estomático em resposta ao estresse hídrico
K+ K+ K+ K+ K+ K+ K+ K+ ABA ABA Receptor Receptor
Sob estresse hídrico, mesmo em condições favoráveis de luz, o ABA se liga ao seu receptor na célula-guarda e sinaliza para abrir os canais de K+, que por sua vez são transportados à
célula anexa que fica com potencial osmótico menor do que a célula-guarda. Com a saída da água por diferença de
Estratégias de aclimatação ao
déficit hídrico
Melhoramento genético
Difícil, em estudo
Estratégias de aclimatação ao
déficit hídrico
AJUSTE OSMÓTICO
Ajuste osmótico é aumento no conteúdo de solutos nas células, diminuindo o Yw
Os solutos acumulados são: prolina, álcoóis de açúcar (sorbitol e manitol) e amina quaternária (betaína)
Prolina
Aminoácido acumulado em função do aumento no fluxo de glutamato, sendo um dos principais osmólitos acumulado durante o ajuste osmótico
Ajuste osmótico
Estratégias de aclimatação ao
déficit hídrico
Proteínas Lea (Late embryogenesis abundant)
Identificadas em sementes em fase de maturação e dessecação
Prováveis funções: sequestro de íons, proteção de membranas, atuando como chaperonas moleculares e retenção de água
Estratégias de aclimatação ao
déficit hídrico
Síntese de açúcares protetores
São agentes protetores durante a desidratação celular Principalmente trehalose
Mantém estabilidade das membranas
ESTRESSE POR EXCESSO DE ÁGUA
(ALAGAMENTO)
SITUAÇÃO BRASILEIRA
Solos com problemas de acidez (84%), principalmente Al
Solos com problemas de salinidade (2%), principalmente Na Solos rasos (7%)
Solos c/ ausência de O2 em alguma época do ano (16%) Solos sem limitações para uso agrícola (9%)
ESTRESSE HÍDRICO POR ALAGAMENTO
ESTRESSE HÍDRICO POR ALAGAMENTO
Falta de oxigênio
A raiz precisa respirar para crescer!
O O
2para a respiração das raízes vem dos
espaços porosos do solo
Anoxia (falta total de oxigênio)
Hipoxia (reduzida concentração de oxigênio)
IMPORTÂNCIAS DO OXIGÊNIO PARA AS
PLANTAS
Tem importância em vários processos metabólicos da planta, como respiração, fotorrespiração e reações enzimáticas
O oxigênio é uma molécula altamente eletronegativa, por isso tem grande capacidade de “puxar” elétrons
Na cadeia transportadora de elétrons o oxigênio é uma molécula extremamente importante por ser o aceptor final de elétrons. Desta forma a falta de oxigênio inibe a cadeia transportadora de elétrons, diminuindo a produção de energia na forma de ATP.
IMPORTÂNCIAS DO OXIGÊNIO PARA AS
PLANTAS
Desta forma a falta de energia afeta o crescimento de raízes e parte aérea da planta
BAIXO TEOR DE O2 provoca anaerobiose, com baixa
produção de energia, e produção e etanol que degrada as membranas
IMPORTÂNCIAS DO OXIGÊNIO PARA AS
PLANTAS
Taxa de crescimento das raízes primária de plântulas de milho e estágio de energia celular em função da pressão parcial de O2 no substrato (Saglio et al., 1984).
ESTRESSE POR ALAGAMENTO
Como algumas plantas sobrevivem em
solos alagados?
ESTRESSE POR ALAGAMENTO
Como algumas plantas sobrevivem em
solos alagados?
Através de adaptações e estruturas
especializadas provocadas, em grande
Como algumas plantas sobrevivem em
solos alagados?
AERÊNQUIMA
Aerênquima é um tecido formado pela planta em resposta á deficiência de oxigênio no solo. Resulta da morte celular programada de um grupo de células corticais da raiz localizada entre a endoderme e hipoderme.
Como algumas plantas sobrevivem em
solos alagados?
AERÊNQUIMA
Aerênquima é um tecido formado pela planta em resposta á deficiência de oxigênio no solo. Resulta da morte celular programada de um grupo de células corticais da raiz localizada entre a endoderme e hipoderme.
A formação do aerênquima é induzida por um aumento na concentração do etileno. Em raízes crescendo em condições de hipoxia, há um aumento na atividade de celulases, xiloglucanases e endotransglicosilases
Aerênquima em raízes de milho
Espécie tolerante inundada
com formação de raízes
adventícias
–
alteração
morfológica
Detalhes da formação de raízes
adventícias
em
espécie
tolerante depois do secamento
da área inundada
–
alteração
morfológica
Detalhes da formação de raízes adventícias e
lenticelas caulinares
hipertróficas em espécies tolerantes ao alagamento
Plantas de Sebastiania
commersoniana (branquilho)
inundadas por dois meses. Em A e B - lenticela caulinar
hipertrófica (L) e em B raiz adventícia (Ra).
Lenticelas caulinares de planta controle (A) e de planta alagada por 60 dias (B) de S.
commersoniana. Esclerênquima (Es) e espaços
Lírio amarelo
Rizoma produz enzimas
detoxificadoras de produtos gerados pala anaerobiose
Altas concentrações de sal na costa
marítima e em estuários
Na agricultura, o problema maior é
acumulação de sais provenientes da água
da irrigação, principalmente em áreas que
chove pouco (NE)
Distribuição da irrigação no Brasil
Área cultivada no Brasil: 66 milhões de hectares
3,63 milhões de hectares são irrigados,
correspondendo à 5,5% da área cultivada
Estes 5,5% de área representam 35% da produção
agrícola nacional
Distribuição da irrigação no Brasil
Área cultivada no Brasil: 66 milhões de hectares
3,63 milhões de hectares são irrigados,
correspondendo à 5,5% da área cultivada
Estes 5,5% de área representam 35% da produção
agrícola nacional
Plantas glicófitas: pouca resistência à
salinidade.
Plantas halófitas: nativas de solos salinos
Salinidade reduz o crescimento e a
fotossíntese de espécies sensíveis
Alta concentração de Na inativa enzimas e
inibe síntese protéica
Propriedade da água do mar e da água de boa qualidade para irrigação
PLANTAS GLICÓFITAS
Sensibilidade das plantas glicófitas à
salinidade
altamente sensíveis: milho, cebola, citros,
nogueira-pecã, alface, feijoeiro
Moderadamente tolerante: beterraba e
tamareira
Atriplex (erva-sal)
Uso forrageiro (qualidade semelhante à alfafa)
Tolera até 36.000 mg L-1 de
sais no solo
Usada no NE para diminuir impacto ambiental decorrente da salinidade, absorve grande quantidades de sal
Tem glândulas de sal
