1) O documento discute as relações hídricas nas plantas, incluindo a importância da água, os processos de transporte de água e a classificação de plantas de acordo com o meio hídrico. 2) É explicado o ciclo hidrológico, o potencial hídrico, os fatores que influenciam o potencial hídrico e os métodos para determiná-lo. 3) Exemplos mostram como o movimento da água ocorre devido à diferença no potencial hídrico entre dois

1. UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DA AMAZÔNIA
CAMPUS CAPANEMA/CURSO DE AGRONOMIA
DISCIPLINA DE FISIOLOGIA VEGETAL
RELAÇÕES HÍDRICAS
Prof. Luana Luz

2. 0,1 disponível
0,6 subterrânea
ÁGUA
Importância
100% da água do Planeta
97,3 salgada
2,7 doce
2,0 gelo
0,7 líquida
A agricultura consome
cerca de 70% da água
gasta pela população.
Planta de 2kg de milho consome aproximadamente 200 kg
de água durante seu ciclo, ou seja, utiliza somente 1% de
água absorvida.

3. Importância
Reagente produto da atividade fotossintética;
Meio de transporte de solutos e gases;
Reagente produto da atividade fotossintética
Afeta o crescimento celular (expansão) e o crescimento vegetal;
Participa da abertura e fechamento estomático;
Afeta a translocação de fotoassimilados;
Participa da abertura e fechamento estomático;
Efeito de resfriamento, funcionando como tampão da temperatura;
Evita grande variação de pH celular (devido alto poder de diluição);
Elevado calor específico (alto reservatório de calor, alta absorção de radiação solar sem
elevar a temperatura a níveis letais a célula;
Alto calor latente (transpiração efeito refrigerante, ajuda na dissipação de calor absorvido
pela radiação.

4. Ciclo hidrológico
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5. Classificação das plantas quanto ao meio hídrico
e ao ambiente
Hidrófitas
Crescem totalmente ou parcialmente submersa na água (algumas pteridófitos e angiospermas);
Folhas finas (reduz resistência do fluxo de água);
Xilema pouco desenvolvido (sua sustentação depende principalmente da água).
Ex: Aguapé e Lótus
Higrófitas
Plantas terrestres de ambientes úmidos e sombreados (umidade relativa muito alta e solo muito úmido).
Ex.: musgos, hepáticas e algumas samambaias;
Eficientes na fotossíntese com baixa luminosidade;
Apresentam alta razão de área superfície/volume;
Podem resistem a dessecamento prolongado e reiniciando o crescimento após reidratação.

6. Classificação das plantas quanto ao meio hídrico
e ao ambiente
Mesófitas
Plantas que crescem geralmente em solos bem drenados e locais que sofrem grande variação na
umidade relativa do ar (maioria das espécies que ocorre em regiões tropicais e temperadas).
Cutícula bem desenvolvida;
Regulam a perda de água através da abertura e fechamento dos estômatos;
Xerófitas
Plantas de Caatinga, Savanas e Sertões. Encontram-se em lugares rochosos ou com escassez de água.
I. Fixação de Carbono a noite;
II. Sistema radicular profundo;
III. Cutícula de baixa permeabilidade;
IV. Armazenamento de água em cladódios (ramos achatados) ou
xilopódios (tubérculos lenhosos ou gramíferos).
Sistema radicular extenso e xilema bem desenvolvido;
Muitas mesófilas são decíduas (época de inverno ou seca).
Desenvolvimento de
mecanismos de adaptação

7. A estrutura e as propriedades da água
Polaridade
Pontes de hidrogênio
Ligação covalente

8. Eletronegativamente

9. A estrutura e as propriedades da água
ALTO CALOR ESPECIFICO
Calor necessário para aumentar a temperatura
CALOR LATENTE
Energia necessária para separar as moléculas da fase liquida para gasosa
Calor específico é a quantidade calor necessária pra elevar em
1ºC a temperatura de 1g de substância, sem que haja mudança
de estado físico.
Substância
Calor
Específico(cal/g°C)
Alumínio 0,219
Água 1,000
Álcool 0,590
Cobre 0,093
Chumbo 0,031
Estanho 0,055
Ferro 0,119
Gelo 0,550
Mercúrio 0,033
Ouro 0,031
Prata 0,056
Vapor d'água 0,480
Zinco 0,093
O calor latente (L) nos informa a quantidade de calor que uma unidade de massa de um
determinado material necessita receber ou perder para mudar seu estado físico de
agregação.
A combinação alto calor específico com alta condutividade
térmica capacita a água absorver e redistribuir energia
calórica sem elevar a temperatura.

10. A estrutura e as propriedades da água
Mede a capacidade de uma substância para neutralizar a atração entre cargas
elétricas.
Alta constante dielétrica

11. COESÃO ADESÃO TENSÃO SUPERFICIAL
Atração da água a
uma fase sólida
Atração mútua
entre moléculas
A estrutura e as propriedades da água
As moléculas que estão na superfície da água só são atraídas por moléculas abaixo e ao
lado delas, criando uma película elástica na superfície chamada de tensão superficial.
Essas propriedades explica a teoria coesão-
tensão ou teoria de DIXON.

12.  DIFUSÃO
 FLUXO DE MASSA
 OSMOSE
PROCESSOS DE TRANSPORTES DE ÁGUA
PRINCÍPIO TERMODINÂMICO:
“Uma transformação é ESPONTÂNEA na natureza quando ocorre de um
estado de MAIOR energia para um estado de MENOR energia”

13. Processos de transportes de água
Difusão
É o movimento de moléculas por agitação térmica aleatória. A difusão causa o
movimento líquido de moléculas de regiões de alta concentração para regiões
de baixa concentração.
Lei de Fick:
Js= -Ds ∆cs
∆x
Js = densidade de fluxo da substancia
s = substância
D = coeficiente de difusão (constante)
∆cs = diferença de concentração da substância
∆x = diferença da distância entre dois pontos
Sinal -= indica que o fluxo ocorre em direção a menor concentração

14. Difusão
É rápida para curtas distâncias, mas extremamente lenta para
longas distâncias.
Difusão de uma
molécula de glicose
Célula de 50µm
2,5 s
Difusão de uma
molécula de glicose
1m
32 anos

15. Fluxo de massa
É o movimento de um conjunto de grupos de moléculas em massa, mais
comumente em reposta a um gradiente de pressão, e é independente do
gradiente de concentração de solutos. Determina o transporte de água a longas
distâncias.
Processos de transportes de água
Equação de Poiseuille:
Teoria de Münch

16. Osmose
É o movimento de água e de outras substâncias pequenas, sem cargas, através
de membranas seletivamente permeáveis. Ocorre espontaneamente em
resposta a duas forças: gradiente de concentração de água e gradiente de
pressão.
Processos de transportes de água

17. Classificação dos meios
Isotônico (I) Hipertônico (II) Hipotônico (III)
TúrgidaPlasmólise

18. Mecanismo de transporte no floema

19. H2O
H2O
H2O
H2O
H2O
H2O
Fluxo em massa

20. Potencial químico é uma expressão quantitativa da energia livre a
ela associada. A energia livre representa o potencial para realizar
trabalho.
𝟁 químico
Potencial hídrico: = unidade de pressão de Pascal
Vmolal da água
O que é potencial hídrico?
É uma medida da energia livre da água por unidade de volume, ou é
o potencial química da água dividido pelo volume molal da água.

21. Potencial químico da água
Considerando que:
1000 moléculas de água
É a energia livre capaz de realizar trabalho. O trabalho da água, no nosso
caso, é o de dissolver substâncias.
100 moléculas de NaCl
+
400 moléculas de NaCl
+
Dissociação Dissociação
100 moléculas de H2O
em
100 moléculas de NACL
Resultado=900 moléculas com
energia para realizar trabalho
400 moléculas de H2O
em
400 moléculas de NACL
Resultado=600 moléculas com
energia para realizar trabalho𝟁 > 𝟁
𝟁w pura = 0 MPa (Cada vez que a água realiza um trabalho esse 𝟁 passa a ser negativo)

22. Fatores quem influenciam o 𝟁w:
Concentração (𝟁s) – Potencial osmótico
É aquele que é gerado na célula devido ao acúmulo de solutos no citoplasma ou
vacúolo.
Pressão (𝟁p) – Potencial de pressão ou potencial hidrostático
Força que a parede celular exerce sobre a membrana, quando as células se
encontram totalmente túrgidas, impedindo a destruição da mesma.
Gravidade (𝟁g) – Potencial gravitacional
Diz respeito a força da gravidade. Ele é importante quando faz com que a água
tenha que vencê-lo para atingir folhas em alturas variáveis.
Potencial hídrico celular (𝟁w)

23. Potencial hídrico celular (𝟁w)
𝟁s = potencial de soluto ou potencial osmótico
𝟁p = pressão hidrostática (positiva ou negativa)
𝟁g = potencial gravitacional
Potencial hídrico (𝟁w) = 𝟁s + 𝟁p
Cálculo do 𝟁w :
Potencial Osmótico (𝟁s)
Pressão hidrostática (𝟁p)
Potencial gravitacional (𝟁g)
𝟁w = 𝟁s + 𝟁p + 𝟁g
𝟁g = ρwg.h
ρwg = 0,01 Mpa.m-1
h = 10
𝟁g = 0,01x 10
𝟁g = 0,1 MPa
Insignificante a
nível celular

24. Potencial hídrico (𝟁w)

25. Diagrama de Hoffler

26. Potencial hídrico celular
O potencial hídrico representa a força total que determina a direção
do movimento da água. Isto que dizer que a direção do movimento de
água é determinada somente pela diferença de potencial hídrico
entre dois pontos, e não pela diferença de um dos seus componentes
isolado.

27. MÉTODOS DE DETERMINAÇÃO DE 𝟁W
Método da bomba de pressão (tipo Scholander);
Método da determinação de saturação hídrica e
do teor relativo de água.

28. Método da bomba de pressão (tipo Scholander)
Mede a pressão hidrostática negativa (tensão) que existe
no xilema de muitas plantas.
𝟁wxilema= 𝟁wplanta
1)𝟁s no xilema é desprezível;
2) o xilema está em contato intimo com a maioria das células do órgão e até
mesmo de toda a planta.

29. Bomba de pressão (tipo Scholander)

30. Método da determinação de saturação hídrica e
do conteúdo relativo de água
O déficit de saturação hídrica (Δwsat) representa a quantidade de
água que a planta precisa para alcançar a saturação. O conteúdo
relativo de água (CRA) expressa o conteúdo de água em relação ao
observado na saturação. Essas duas variáveis são determinadas de
forma idênticas. Assim, se o CRA de uma dado órgão for 80%, o
Δwsat será 20%.
 Peso Seco (Ps)
 Peso Fresco (PF)
 Peso Túrgido (Pm)
CRA = PF - Ps x 100 (%)
Pm - Ps
Dwsat = Pm - PF x 100 (%)
Pm - Ps

31. Exercícios
1) Duas células, A e B, estão em contato, e têm os
seguintes potenciais:
Dados:
- Célula A 𝟁s = -0,4 MPa e 𝟁p= 0,1 Mpa
- Célula B 𝟁s = -0,7 Mpa e 𝟁p=0,5Mpa
a) Qual será a direção do transporte de água?
Resolução:
Célula A
Célula B

32. 2) Uma célula em estado de plasmólise incipiente (𝟁p=0 MPa)
com volume igual a 1,0 é colocada em água pura, alcançando
posteriormente o equilíbrio, e ficando com o volume final igual
a 1,5. Considerando o 𝟁s=-0,9 MPa, calcule:
a) O potencial hídrico (𝟁w) inicial;
b) O potencial osmótico (𝟁s) final;
Fórmula: (𝟁s)i. Vi = (𝟁s)f.Vf
c) A pressão hidrostática da célula em equilíbrio.
Exercícios
𝟁p = 0
𝟁w = 𝟁s
𝟁w= 0

33. 3) Analise os dados abaixo e responda:
 PLANTA A
Peso fresco de 50 discos foliares: 3,2g
Peso túrgido de 50 discos foliares: 4,5g
Peso seco de 50 discos foliares: 15% do peso fresco.
 PLANTA B
Peso fresco de 50 discos foliares: 5,2g
Peso túrgido de 50 discos foliares: 5,9g
Peso seco de 50 discos foliares: 10% do peso fresco.
A) Qual o CRA das duas plantas?
B) Qual a % de água que as plantas precisam para alcançar sua
saturação?
C) Qual das duas plantas estão com maior estresse hídrico?
Justifique.
Exercícios

34. Movimento da água pela
diferença de 𝟁w

35. Água no solo
ÁGUA CAPILAR: é aquela que preenche os espaços
existentes entre as partículas do solo, chamado de
capilares. O tamanho e a quantidade destes depende
da matriz do solo. Esta água é a que estar disponível
para as plantas;
CAPACIDADE DE CAMPO: é a situação em que todos os
capilares encontram-se saturados de água. Esse é o
momento mais favorável para a absorção da planta;
SOLO INUNDADO: ocorre quando a água se acumula
acima da superfície do solo. Nesse caso ocorre o
prejuízo a difusão de O2 para as raízes.
PONTO DE MURCHA PERMANENTE: corresponde a
um determinado valor de potencial hídrico do solo, que
uma vez que o solo atinja esse valor, não permite mais a
recuperação da planta, mesmo que ele atinja novamente
a capacidade de campo.

36. Absorção de água pelas raízes
Rotas apoplástica Rotas simplástica Rotas transmembrana

37. ENDODERME
Estria de Caspary

38. RAIZ

39. Transporte de água na raiz

40. Água e solutos células células
tecidos
raízes folhas ATMOSFERA
Processos do movimento da água
Água
tecidos

41. QUEM É RESPONSÁVEL PELO MOVIMENTO
ASCENDENTE DE ÁGUA?
XILEMA Fibras lenhosas
Parênquima lenhoso
Elementos traqueais
Traqueídes
Elementos de vaso
Angiospermas
Gimnospermas
Pteridófitas
Angiospermas
Em algumas Gimnospermas e
Pteridófitas

42. DIFERENÇA ENTRE TRAQUEÍDES E
ELEMENTO DE VASO
• Alongados e estreitos;
• Menor calibre;
• Pontuações laterais e
terminais.
• Curtos e largos;
• Maior calibre;
• Pontuações laterais;
• Perfurações nas paredes
terminais;
• Extensões maiores. Vasos embolizados

43. Pressão positiva
da raiz
Capilaridade
Teoria da
coesão e tensão
COMO OCORRE O MOVIMENTO DA ÁGUA?

44. O acúmulo de solutos no xilema, resultado da absorção de íons pela raízes, leva a um
decréscimo do 𝟁s do xilema e, portanto, a diminuição do 𝟁w. Essa diminuição proporciona
a força propulso apara obstrução da água, gerando uma pressão hidrostática positiva.
Alta concentração de
íons no Cilindro central
Ψw reduzido
Entrada de
água
Pressão hidráulica
“Pressão de raiz”
Movimento
da água
Saída de água
na forma de
gotículas
(manhã)
GUTAÇÃO
Hidatódios
Umidade no ar e no solo
1. PRESSÃO POSITIVA DA RAIZ

45. Hidatódio

46. 2. CAPILARIDADE
capilaridade
diâmetro Diâmetro 50 μm = 0,6 m de altura
Diâmetro 400 μm = 0,08 m de altura
Integração
de forças
Adesão
Coesão
Tensão superficial
Ascensão da água, acima de seu nível, através de um tubo, pela interação de
suas forças de adesão, coesão e tensão superficial. Se aplica a árvores de
pequeno porte.

47. 3. TEORIA DA COESÃO-TENSÃO
(H. Dixon, 1914)
Ele requer as propriedades de coesão da água para suportar grandes tensões
nas colunas de água no xilema.
Transpiração
Diminuição Ψw
nas folhas
A célula “puxa”
água do xilema
Gera a tensão
(pressão negativa)
Transmitida às
raízes (baixo Ψw)
Absorção de água
do solo Ψw
Ascensão da água
pelo xilema
Coluna contínua de água
Células do mesófilo
das folhas
Coesão da água
Tensão da coluna
Cavitação
Embolia

48. TRANSPIRAÇÃO
 95% da água absorvida pela planta é perdida pela transpiração, o restante é usado
no metabolismo e crescimento;
 90% é realizada na folha.
Vapor d’água
Espaços intercelulares
Estômatos
“Condutância e
transpiração”
Correlação 0,91
Epiderme
Cutícula

49. MESÓFILO FOLIAR

50. TIPOS DE TRANSPIRAÇÃO

51. Fatores que influenciam a
transpiração
1) Diferença de concentração de vapor d’água;
2) Resistência a difusão

52. 1. Diferença de concentração de vapor d’água
Δ[ ]wv= Cwv (folha) – Cwv(ar)
2. Resistência a difusão
Resistência estomática (Re)
Resistência da camada limítrofe (Rar)
Resistencia cuticular (Rcu)

54. MODELO FÍSICO DA ÁGUA NO S.S.P.A
Diagrama do sistema sola-planta-atmosfera, indicando as resistências e os
valores aproximados que o potencial de água (𝟁) assume em cada ponto do
sistema.

55. FISIOLOGIA DOS ESTÔMATOS
 Angiospermas, gimnospermas, pteridófitas e briófitas;
 Podem ocorrer no caules verdes, flores, frutos e principalmente em folhas;
 Freqüência varia de 30 a 400.mm-2 , até 1200.mm-2 ;
Ex: Nicotiana tabacum
 Monocotiledôneas: anfiestomática;
 Dicotiledôneas herbáceas: maior quantidade na
face abaxial;
 Dicotiledôneas lenhosas: exclusivamente na
face abaxial;
 Plantas aquáticas: apenas na face adaxial.

56. FISIOLOGIA DOS ESTÔMATOS
Funções
a)Transpiração;
b)Fotossíntese;
c)Respiração;
d)Termoregulador.

57. ESTRUTURA ESTOMÁTICA
Complexo estomático
a)Células-Guardas;
b)Células anexas ou subsidiárias;
c)Cloroplastos;
d)Sem Plasmodesmas;
e)Sem Cutícula;
f)Parede Celular espessada
em pontos;
g)Ostíolo ou Poro;
h)Câmara sub-estomática.

58. ESTÔMATO - RINIFORME
Células guardas típicas de dicotiledôneas e muitas monocotiledôneas,
assim como gimnospermas, pteridófitas e musgos. Nesse tipo de células
é mais rara a presença de células subsidiárias.

59. Células guardas típicas de gramíneas e algumas poucas
monocotiledôneas como as palmeiras. Estas células são sempre
acompanhadas por células epidérmicas diferenciadas chamadas de
células subsidiárias
ESTÔMATOS - HALTERES
Complexo estomático

60. DIMENSÃONÚMERO E TAMANHO
NÚMERO
Pode variar de 1.000 a 100.000 / cm2 de folha.
TAMANHO MÉDIO
 3 a 12 mm de largura;
 7 a 40 mm de comprimento;
 100 mm2 de área, quando abertos;
 Corresponde de 1 a 2 % da área foliar total.

61. DISTRIBUIÇÃO
LOCALIZAÇÃO
Faces das Folhas (Epiderme adaxial e abaxial)
a)ANFIESTOMÁTICA: ambas - Ex. Folhas de regiões
áridas.
b)HIPOESTOMÁTICA: abaxial - Ex. Folhas de regiões
úmidas.
c)EPIESTOMÁTICA: adaxial - Ex. Folhas de plantas
aquáticas.
d)ANISOESTOMÁTIA: ambas, porém com número
diferentes.

62. MECANISMOS DA REGULAÇÃO
ESTOMÁTICA
HIDROPASSIVO: perda de água diretamente para a atmosfera.
HIDROATIVO: depende do metabolismo, isto é, depende da
concentração de solutos nas células guardas. Depende do Potencial
Osmótico (Ψos). Depende da Entrada de Íons (K+, Cl-) e da
biossíntese de compostos orgânicos: malato-2.

63. COMO OCORRE A ABERTURA ESTOMÁTICA?
Abertura dos estômatos
Absorção osmótica
de água pelas
células-guardas
Aumento da pressão
hidrostática
Aumento do volume de 40
a 100%
Saída de água
Fechamento
estomático

64. TEORIA DOS ÍONS OSMORREGULADORES
DAS CÉLULAS-GUARDAS (S. IAMAMURA,
1943)
Segundo essa teoria, a osmorregulação das células-guardas dever-se-ia à entrada
de íons de potássio (K+) e cloreto (Cl-) e à síntese de malato 2- dentro das células .
Fluxo de K+ para o interior
das células-guardas (CG)
H+-ATPase
bombeia para fora
Hiperpolarização da
membrana
Produção de malato2- nos
cloroplastos das CG - luz
Fluxo simporte de Cl-H+
para o interior das CG
Abertura estomática
Neutralidade elétrica da CG

66. REGULAÇÃO DE ABERTURA ESTOMÁTICA
INDUZIDA PELA LUZ

67. 1. O ABA liga-se ao seu receptor;
2. A ligação do ABA induz a
formação de espécies reativas
de oxigênio, as quais ativam
canais de Ca2+ da membrana
plasmática;
3. O ABA aumenta os níveis do
ADP-ribose cíclico e do IP3, os
quais ativam canais de cálcio
adicionais no tonoplasto;
4. O influxo do cálcio inicia
oscilações de cálcio intracelular
e promove a posterior liberação
do cálcio dos vacúolos;
5. O aumento do cálcio intracelular
bloqueia os canais de influxo de
K+;
6. O aumento do Ca intracelular
promove a abertura do canal
(ânion) de efluxo de Cl- na
membrana, causando sua
despolarização;
7. A bomba de próton da
membrana é inibida pelo
aumento do Ca citosólico
induzido pelo ABA e por um
aumento intracelular do pH,
despolarizando posteriormente a
membrana;
8. A despolarização da membrana
ativa canais de efluxo de K+ ;
9. Para que o K+ e os ânios saiam
através da membrana, é
necessário que sejam primeiro
liberados dos vacúolos para o
citosol.
FECHAMENTO ESTOMÁTICO PELA
AÇÃO DO ÁCIDO ABSCÍSICO (ABA)

68. REGULAÇÃO DO FECHAMENTO ESTOMÁTICO
INDUZIDO PELO DÉFICIT HÍDRICO

69. Referências consultadas
KERBAUY, Gilberto Barbante - 2 ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2008.
TAIZ, Lincoln. Fisiologia Vegetal. 4 ed. Porto Alegre: Artmed, 2009.
APPEZZATO-DA-GLÓRIA. Anatomia Vegetal. Viçosa: UFV, 2003.