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UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO
CANA-DE-AÇÚCAR: RELAÇÕES HÍDRICAS
PAULO R. C. CASTRO ESALQ/USP
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PROPRIEDADES EDÁFICAS
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CICLO DA CANA, TEMPERATURA E CHUVA
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Fonte: Rodrigues, J.D.
RAÍZES ADVENTÍCIAS
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CRESCIMENTO DA RAIZ
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Fonte: Vasconcelos, 2005.
RAIZ DA CANA-DE-AÇÚCAR
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ABSORÇÃO DE ÁGUA
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TOUCEIRA
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SISTEMA RADICULAR
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C 2 DAC
60 DAC 32 DAC
RAIZ DA CANA-DE-AÇÚCAR
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AERAÇÃO DO SISTEMA RADICULAR
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GUTAÇÃO E PRESSÃO DE RAIZ
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HIDATÓDIO
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RESISTÊNCIAS À ABSORÇÃO E PERDAS DE ÁGUA
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Absorção de água e íons do solo
Transporte de água entre partes da planta
Controle da abertura dos estômatos
Fotossíntese e transporte de assimilados
Expansão e crescimento celular
IMPORTÂNCIA DO POTENCIAL DA ÁGUA
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TRANSPIRAÇÃO – COESÃO – TENSÃO
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MODELOS DE TRANSPIRAÇÃO
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TRANSPIRAÇÃO: U. R.
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Formas de perda de água:
Líquida – Gutação
Vapor - Transpiração
T = (PVfolha – PVar)/ (R ar + R folha)
TRANSPIRAÇÃO: PERDAS
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R folha = Restomática + Respaços intercelulares + R cuticular
TRANSPIRAÇÃO: SAÍDA
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Fatores que afetam a transpiração: UR do ar Radiação (temperatura) Vento Pilosidade das folhas Abertura estomática
T = (PVfolha – PVar)/ (R ar + R folha)
TRANSPIRAÇÃO: BOMBA
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Estômatos são estruturas epidérmicas presentes em folhas, frutos, flores e caules jovens.
Peculiaridades das células guarda:
-microfibrilas transversais ao ostíolo
-pouca cutícula
-sem plasmodesmas
-possuem cloroplastos
ESTRUTURA DOS ESTÔMATOS
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Mecanismo de abertura e
fechamento:
Célula guarda murcha (yp = 0) = estômato fechado
Célula guarda túrgida (yp > 0) = estômato aberto
A) Células guarda de dicotiledôneas
B) Células guarda de gramíneas (halteres)
FUNCIONAMENTO DOS ESTÔMATOS
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Fatores que afetam a abertura estomática:
Luz
CO2 – Abertura máxima:
C3 = 0,01% CO2
C4 = 0 % CO2
Atmosfera = 0,035% CO2
Temperatura
FATORES DA ABERTURA DOS ESTÔMATOS
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A concentração de CO2 também influencia na densidade estomática.
Folhas de Jatobá (Hymenaea courbaril ) colhidas em 1919, quando a concentração de CO2 era de 300 ppm, mantidas secas em herbário, mostraram ter 40% mais estômatos que as espécies atuais, as quais vivem em uma atmosfera com 360 ppm de CO2.
(Fonte: Revista Pesquisa Fapesp, Outubro de 2002)
DENSIDADE DOS ESTÔMATOS
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Tanto potássio quanto sacarose estão contribuindo para abertura das células guarda.
MECANISMO DE ABERTURA DOS ESTÔMATOS
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Mecanismos de abertura e fechamento estomático:
Entrada de soluto =
menor potencial osmótico =
Menor potencial hídrico =
entrada de água =
turgescência =
abertura.
ABERTURA E FECHAMENTO DOS ESTÔMATOS
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Aquaporinas ou proteínas intrínsecas maiores (MIP´s) são
canais formados nas membranas com habilidade de combinar
um alto fluxo com alta especificidade para a água atravessar as
membranas biológicas.
AQUAPORINAS: DEFINIÇÃO
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Canal de Água
Membrana Celular
Membrana Celular
Água
Modelo para moléculas de água através da Aquaporina na membrana. Zhao et al., 2008
AQUAPORINAS: ESTRUTURA
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Estrutura das Aquaporinas: estrutura esquemática tridimensional AQP baseado em estudos estruturais das AQP1 humano de E. coli e de GLP-F.
Zhao et al., 2008
AQUAPORINAS: ESTRUTURA
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A regulação do fluxo de água mediada por aquaporinas, de
forma indireta ou direta, parece ser um mecanismo pelo qual as
plantas controlam o movimento de água na célula e no tecido.
AQUAPORINAS: ESTRUTURA
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• Turgescência e potencial osmótico afetam a atividade das aquaporinas,
assim como variações no pH, cátions como Ca2+, equilíbrio hídrico e
estresse nutricional.
• As aquaporinas também estão envolvidas no transporte de dióxido de
carbono.
AQUAPORINAS: INTERAÇÕES
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Extracelular
Citosol
Inundação Condições Normais
Estresse Hídrico
Ilustração esquemática de como aquaporinas da membrana plasmática da planta são fechadas por fosforilação.
Zhao et al., 2008
AQUAPORINAS: FECHAMENTO
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A inserção das aquaporinas nas membranas celulares pode aumentar a
permeabilidade à água significativamente. Essa presença é necessária quando são
requeridas altas taxas de transporte de água através das membranas (ou quando
baixa resistência ao transporte é necessária), como por exemplo:
Transporte de água na planta Movimento dos estômatos
Absorção de água pelas raízes
AQUAPORINAS: AÇÃO FISIOLÓGICA
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Movimentos foliares mediados pelas pulvinas ou
nictinastismos
Florescimento e Fecundação
AQUAPORINAS: AÇÃO FISIOLÓGICA
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Transporte Intercelular
(Aquaporinas)
Absorção Passiva Absorção Osmótica (∆ψ)
Água disponível no solo
Xilema
Transpiração – vapor (estômatos)
Gutação – líquida (hidatódios)
(Herbáceas e arbustivas)
DIA NOITE
ABSORÇÃO E PERDA DE ÁGUA
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LATITUDE
ALTITUDE
CHUVA
TOPOGRAFIA
TEXTURA DO SOLO
COMPOSIÇÃO DO SOLO
RADIAÇÃO SOLAR
COMPRIMENTO DO DIA
TEMPERATURA
ÁGUA NO SOLO
AERAÇÃO DO SOLO
MINERAIS DO SOLO
FOTOSSÍNTESE
CRESCIMENTO
FLORAÇÃO
BALANÇO HÍDRICO
RESPIRAÇÃO
ABSORÇÃO DE MINERAIS
PROCESSOS FISIOLÓGICOS
AFETADOS
De ação INDIRETA De ação DIRETA
FATORES DE PRODUÇÃO VEGETAL
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Obrigado !