terça-feira, 4 de outubro de 2011

Água no Sistema Solo-Planta-Atmosfera

INTRODUÇÃO
A Água é um dos componentes mais impostante e essenciais para o ciclo vital. É de conhecimento que a água corresponda à 70~90% das plantas  herbáceas, 50% de caules lenhosos e 95% de frutos suculentos.
De forma suscinta, a água possui algumas atribuições no sistema metabólico vegetal e participa dos seguintes processos:

  1. Atua como solvente universal;
  2. Efeito tampão;
  3. Reagente e produto da Fotossíntese;
  4. Produto final da Cadeia de Transporte de Elétron (respiração aeróbia);
  5. Reações de divisão e alongamento celular;
  6. Processo de absorção e transporte de minerais.

ÁGUA NO SISTEMA SOLO-PLANTA-ATMOSFERA
A água possui capacidade de trabalho ou movimento, que é conferido pelas moléculas de águas. Este evento é denominado Potencial Hídrico e é mensurado pelo MPa ( Mega Pascal). Convencionou-se que o estado padrão da água seria zero, neste estado a água é pura, o que significa o máximo de trabalho/movimento possível pelas moléculas. O potencial hídrico da atmosfera, da planta e do solo é sempre menor que o potencial da água pura, sendo assim, seus valores sempre são menores que zero ( números negativos portanto).

POTENCIAL HÍDRICO NA PLANTA
O trabalho/movimento da água na planta, sofrerá influências de dois componentes: Potencial de Pressão e Potencial Osmótico. 
Potencial de Pressão é a força exercida pela molécula de água, ele posssui valores positivos e colabora no movimento da água.
Potencial Osmótico representa a concentração de soluto (sais) na água, e prejudica no movimento da água, uma vez que ocorre a interação da água com os sais, diminuindo assim a água livre para o movimento. São grandezas inversamente proporcionais: quanto mais soluto, menor é o potencial osmótico e menor é o potencial hídrico.

MOVIMENTO DA ÁGUA (E NUTRIENTES) NAS FOLHAS
Apesar da aparente impermeabilidade das folhas ( presença da cutina e da fina camada de cera), elas possuem pequenas cavidades que permitem a troca gasosa da folha com o meio externo, estas estruturas são os estômatos.
Célula-guarda confere abertura ao ostíolo: estômato aberto

Cerca de 90% da água perdida pela planta, acontece por meio da transpiração, a qual é possibilitada pela abertura dos estômatos. A planta repõe este déficit utilizando-se da absorção de água pela raiz e do transporte, via xilema, até as folhas. Este mecanismo do movimento da água do solo entrando para as radicelas, subindo pelo xilema até as folhas, será melhor explorado no próximo tópico, sem antes pincelar que este movimento depende da estrutura foliar (tamanho da folha e de raiz) e de propriedades da água (força de coesão por exemplo), e abordado também quais os fatores que influenciam a maior ou menor transpiração:
  1. Temperatura da folha;
  2. Umidade relativa do ar;
  3. Ventos.
Vale explicar que a transpiração acontece porque a cavidade sub-estomática mantém-se com umidade de 100% (saturada) em contraposição da umidade relativa do ar sem atingir a saturação com vapor d'água.
Também é oportuno e válido explicar que o procedimento de molha da folha, acontece para diminuir a temperatura da folha e aumentar a umidade adjacente do ar.

MOVIMENTO NO CAULE
O movimento da água no xilema é devido ao gradiente de pressão gerado pela transpiração. O xilema é constituído por células mortas, que conferem rigidez, possuem paredes grossas e pequeno diâmetro.

                                                                             Anatomia Vegetal

Não sei quanto a vocês, mas neste momento abro um parêntese para recordar-me das aulas de Citologia, quanto ao xilema.
O xilema é constituído por quatro tecidos celulares:
Traqueídeos: São células alongadas, cilíndricas com numerosos poros. Possuem natureza impermeável.
Elementos de vaso: assim como os traqueídeos, são células mortas lignificados.
Fibras lenhosas: também são células mortas, alongadas e muito lignificadas. Sua principal função e suporte dos feixes do xilema.
Parênquima lenhoso: finalmente uma célula viva do xilema! e para tal servem como reservas.
                                                   Corte transversal mostrando os vasos xilémicos 
                 
MOVIMENTO DAS RAÍZES
Existem dois movimentos diferenciados que a água percorre até chegar ao vaso xilémico. O Apoplasto acontece do ambiente externo até a endoderme e caracteriza-se pelo movimento intercelular. O Simplasto éé o movimento da endoderme até o xilema e acontece entre células, via plasmodesmos.
                                                       Transporte Apoplasto e Simplasto

 A absorção de água é dependente dos seguintes fatores:

  1. Temperatura (penso eu que seja porque a temperatura influencia na transpiração e esta é que vai proporcionar o gradiente que puxa o fluxo de água);
  2. Oxigênio;
  3. Salinidade ( penso que o potencial osmótico neste caso);
  4. Presença de micorrizas (fungos associados com as raízes e que facilita a absorção de nutrientes).
Além destes fatores, cientistas acreditam, que a absorção de água é realizado, na grande maioria, por radicelas que possuam dias ou até mesmo horas de existência.

TRANSPIRAÇÃO (PERDA DE ÁGUA)
Transpiração é o processo pelo qual a água, em forma de vapor, sai da planta e vai para o ambiente externo. Este fato, a saída da água via estômatos, vai causar uma diminuição na quantidade de água presente na planta, sem diminuir ou aumentar a quantidade de solutos. No entanto, a concentração de soluto será aumentado, diminuindo o potencial osmótico (lembrem-se de que são grandezas inversas) e consequentemente diminuído o potencial hídrico. Isso vai ocorrer a nível celular. Este fato fará com que a água que está no xilema da folha, passe para a célula de menos potencial hídrico. Isso vai ocorrer do xilema da folha com o do caule, deste com o xilema da raiz, criando um movimento até chegar às radicelas, que também possuirá menos potencial hídrico comparativamente ao solo, então a água do solo será movimentada para o menor potencial hídrico, estimulando assim a transpiração. A intensidade da transpiração, irá acompanhar a variação de temperaturas.

GUTAÇÃO (PERDA DE ÁGUA)
A gutação é um mecanismo que as plantas utilizam, para continuar a absorver água, em condições de solo úmido, contendo altas concentrações de soluto, temperaturas amenas e ar úmido.
Acontece da seguinte maneira: íons do solo entram nas células das raízes ocasionando redução do potencial osmótico das células do xilema, o que diminui o potencial hídrico, criando assim o fluxo da água, no sentido ascendente. Como não ocorre o processo da transpiração, a perda de água é na forma líquida e não é pelos estômatos e sim pelos hidatódios.
     Gutação: perda de água líquida pelos hidatódios   

FORÇA PROPULSORA DO MOVIMENTO DA ÁGUA
A capacidade que o ar seco tem de reter vapor d'água é a força propulsora do movimento d'água. Isso quer dizer que quando a umidade relativa cai a baixo de 100% demando por água sobe.

DETERMINAÇÃO DO POTENCIAL HÍDRICO
É obtido o valor do potencial hídrico de uma planta através do método de bomba de Scholander.
te
                                                           Bomba de Scholander
Este método consiste em colocar uma folha dendro de um recipiente hermético e que possua material resistente a ponto de aguentar a pressão exercida do gás inerte inserido gradativamente no cilindro. Neste  recipiente há apenas um orifício que se preza a deixar o pecíolo da folha no ambiente externo. Quando se observa a seiva saindo pelo pecíolo, a pressão marcada pelo manômetro é a mesma do potencial de pressão da seiva do xilema da folha. Como a pressão osmótica do xilema é considerada insignificante, o potencial de pressão é o mesmo do potencial hídrico da folha. Por meio da Bomba de Scholander, é possível a medição do estado hídrico diretamente na planta e não no solo, o que otimiza a gestão da irrigação.


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