estresse por déficit hídrico

Fisiologia do Estresse Hídrico:Déficit Hídrico

Pós Graduandos: Dailson Oliveira Gleica Martins Juliany Barros

Renato Carvalho

Assuntos a serem abordados

• Introdução• Estresse: tipos, conceitos e causas• Estresse por déficit hídrico: conceitos e efeitos

morfológicos e fisiológicos na planta;• Efeitos do déficit hídrico na produção vegetal (Artigos

científicos): prejuízos, benefícios e adaptação.• Considerações Finais

Introdução A água é um recurso finito que deve ser conservado; A quantidade de água na terra hoje é a mesma de

quando ela foi formada.

A importância da água nas plantas

A disponibilidade hídrica :- Limita o crescimento (turgescência celular);- Controla a distribuição da vegetação;- Determina a diversidade biológica presente naquele local (floresta tropical x deserto);

Permite os movimentos estomáticos; Transporte de gases, minerais e outras substâncias; Atua em diversos processos fisiológicos essenciais à

vida (fotossíntese).

Estresses Ambientais em Vegetais

Conceito de Estresse:

As plantas estão frequentemente expostas aos estresses ambientais.

Fator externo que exerce influência desvantajosa sobre a planta (Taiz & Zeiger, 2002);

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).

Estresses Ambientais em Vegetais

Qual a Importância de compreender o estresse?

- Entender os processos fisiológicos resultante dos danos causados pelo estresse;

- Mecanismos de adaptação e aclimatação de plantas a estresses ambientais;

- Importantes para a agricultura e o meio ambiente.

Respostas ao Estresses Ambientais

O conceito de estresse está ligado à tolerância.

A tolerância ao estresse é a aptidão da planta para enfrentar um ambiente desfavorável;

Aclimatação: Se a tolerância aumenta como consequência da exposição anterior ao estresse, diz-se que a planta está aclimatada;

Adaptação refere-se ao nível de resistência geneticamente determinado, isto é, adquirido por processo de seleção natural durante muitas gerações (levando à evolução da espécie);

Bióticos

Estresse pode ser ocasionado por:

Abióticos

Fatores de Estresse

CompetiçãoHerbivoriaPatógenos

Outros

ÁguaTemperatura

RadiaçãoVento

Salinidade pH

Outros

Estresses Abióticos em

Plantas

Seca/Alagamento, Altas /Baixas temperaturas, Deficiência Nutricional, Salinidade do solo, Alta Irradiação.

Fatores Abióticos

Estresse Hídrico: Déficit Hídrico

Estresse Hídrico é caracterizado pela falta ou excesso de água;

“Quando o conteúdo de água de um tecido ou célula está em uma quantidade inferior ao mais alto exibido no estado de maior hidratação.” (Taiz & Zeiger, 2009).

Alagamento

Déficit Hídrico:

Déficit Hídrico

Efeitos do Déficit Hídrico influenciam:

Produtividade

Crescimento

Fisiologia

“A deficiência hídrica afeta todos os aspectos do crescimento da planta, incluindo a anatomia, a fisiologia e a bioquímica.” (KRAMER 1995).

A água = principal doador de elétrons;

Fechamento estomático= impede a entrada de CO2;

Abscisão foliar para perder menos água.

Déficit Hídrico e a Fotossíntese

Limita a Fotossíntese nos cloroplastos:

Déficit Hídrico

Déficit Hídrico

Prejudica a produtividade e qualidade de produtos oriundos de vegetais:

Diminui indiretamente a quantidade de fotoassimilados translocados;

Reduz a fotossíntese; Reduz o consumo de assimilados das folhas em expansão; Diminuição da área foliar; Abscisão Foliar; Crescimento acentuado das raízes (zonas de solo úmidas); Fechamento estomático; Aumento do depósito de cera; Aumento da produção de radicais livres de oxigênio (EROS).

Déficit Hídrico

• (H2O) Sistema radicular Transpiração;• Baixa precipitação e alta evaporação;• Aproximadamente, 1/3 da área continental terrestre

apresenta deficiência em relação à precipitação.

Características das Regiões com Déficit Hídrico

O Semiárido corresponde a 53% da área do Nordeste, dos 47 milhões de habitantes,17 milhões vivem na região semiárida.

Mecanismos de Resistência ao Estresses

Existem 3 mecanismos de resistência à seca:

- Retardo da Desidratação: Capacidade de manter a hidratação do tecido.

- Tolerância à Desidratação: (evitação/tolerância à seca): Capacidade de funcionar enquanto desidrata.

- Escape da Seca: Plantas que completam seu ciclo durante a estação úmida, antes do início da seca (únicas que evitam a seca).


Retardo da Desidratação: - Manutenção da Absorção de Água:

• Aumento da profundidade do sistema radicular;• Aumento da condutância do sistema radicular;• Ajustamento osmótico;

- Redução da Perda de Água:• Queda de folhas;• Redução da área foliar (os espinhos de cactáceas);• Aumento da resistência estomatal e cuticular;• Metabolismo ácido das crassuláceas (CAM);

Tolerância à Desidratação (evitação/tolerância à seca):

- Mantém o potencial hídrico nos tecidos alto;

- Alta capacidade de condução e armazenamento de água.

Fuga ou escape à seca:

- Rápido Desenvolvimento Fenológico;

- Plasticidade de Desenvolvimento.


Diminuição da área foliar; Abscisão Foliar; Crescimento acentuado das raízes (zonas de solo

úmidas); Fechamento estomático; Aumento do depósito de cera.

Estratégias de Aclimatação ao Déficit Hídrico

• Baixa disponibilidade hídrica Queda no ψw das folhas;• Perda de turgescência e à redução da condutância

estomática;• Primeiras estratégias utilizadas pelas plantas para diminuir a

taxa de transpiração para manter a turgescência celular. • O potencial hídrico da folha diminui;• Fechamento dos estômatos.

Fechamento Estomático

H2OO2

CO2

Diminuição da Altura Estudos com crescimento de plantas jovens de Acacia

farnesiana (L.) Willd. (Leguminosae – Mimosoideae); Em casa de vegetação:

100% de capacidade de campo (CP); 50% de CP e sem suprimento hídrico.

Foi constatado:Plantas sem suprimento hídrico: Proporção raiz/caule foi de 2:1Com suprimento hídrico: 1:1

“O maior crescimento da raiz em relação ao caule é considerado uma característica de adaptabilidade, comum às plantas submetidas a estresse hídrico.” (BARROS; BARBOSA, 1995)

Resposta Fisiológica: Atuação dos Hormônios

• Estima-se que as lavouras produzem apenas 22% do seu potencial genético, por causa das condições climáticas e edáficas subótimas (Boyer, 1982).

Perdas por Déficit Hídrico

Níveis de déficit hídrico em diferentes estádios fenológicos da cultura da berinjela (Solanum melongena L.) Jacinto de A. Carvalho et al.

Limitações fisiológicas do milho nas condições de plantio nas regiões tropicais baixas.

Frederico Ozanan Machado Durães

Deficit hídrico e produtividade na cultura do milho. Homero Bergamaschi et.al.

Soybean Under Water Deficit: Physiological and Yield Responses.Gustavo M. Souza et. al.

Figueiredo, W. S. C. 2010.

4 Tratamentos:• Tratamento 1 – Irrigação o ano todo, sem déficit hídrico;• Tratamento 2 – Paralisação da irrigação por 59 dias;• Tratamento 3 – Paralização da Irrigação por 108 dias;• Tratamento 4 – Paralização da Irrigação por 150 dias.

Parâmetros Avaliados:• Percentagem de Floradas;• Estádios de Maturação dos Frutos;• Produtividade.

Efeito do Déficit Hídrico na Floração do Cafeeiro Arábica

Efeito do Déficit Hídrico na Floração do Cafeeiro Arábica

Controle estomático/ controle da transpiração (Lima Filho & Silva, 1988): • No período seco aumento da resistência dos estômatos a

partir das 7h; • No período das chuvas aumento na resistência só ocorre

após 13h;

• Estruturas adaptativas:

PAPEL DO XILOPÓDIO

Abscisão foliar

Efeito do Déficit Hídrico no Umbuzeiro (Spondias tuberosa Arruda)

• O umbuzeiro apresenta comportamento isoídrico mantendo elevado ψw foliar durante o período de estresse hídrico;

• O umbuzeiro conseguiu recuperar as trocas gasosas após um período de estresse seguido de reidratação;

• o umbuzeiro não acumulou solutos orgânicos.SANTOS, P. A. A., 2010

T0 – plantas testemunhas mantidas na capacidade de pote;T1 – reposição de 50% da água perdida pela evapotranspiração diária; T2 – reposição de 25% da água perdida pela evapotranspiração).

Comportamento Ecofisiológico e Bioquímico do Umbuzeiro (Spondias tuberosa Arruda) submetido à

Deficiência Hídrica

• O umbuzeiro apresenta duas estratégias para manter, durante o dia, um balanço hídrico interno favorável:

• Sob condições de sequeiro, o balanço seria mantido através da utilização da água armazenada nos tubérculos e uma baixa transpiração;

• Durante a estação das chuvas, o balanço hídrico pode ter sido mediado por um ajuste osmótico.

LIMA FILHO, J.M.P., 2001

• Observações do potencial hídrico e seus componentes

• Câmara de pressão;• Câmaras higrométricas

/microvoltímetro.

Internal Water Relations of the Umbu Tree Under Semi-Arid Conditions

Desenvolvimento Inicial de Pinhão manso sob Disponibilidades Hídricas do Solo

Casa de Vegetação; 6 Tratamentos:

(20; 40; 60; 80; 100 e 120%) Capacidade máxima de água do solo (alagado);

Avaliou-se:- Altura de plantas;- Números de folhas- Índice SPAD.

EDNA, M. B. S. et al, 2015.

Resultados Maior índice SPAD das plantas de pinhão-manso 43,87;

- Com o solo a 66% da sua capacidade máxima de campo.

Na capacidade máxima de retenção de água do solo correspondente a 71%;- Houve maior número de folhas (23 folhas) de pinhão-manso.

Na capacidade máxima de retenção de água do solo correspondente a 71%; - A maior altura de plantas (31 cm).

• Tendo em vista as mudanças climáticas e os seus efeitos na disponibilidade hídrica, que pode limitar a produção vegetal, torna-se essencial discutir e evidenciar os mecanismos fisiológicos da planta em situações de déficit hídrico, com o intuito de propor métodos de manejo que possam minimizar os efeitos deste tipo de estresse e aumentar o desfrute do potencial genético das culturas agrícolas.

Considerações Finais

Bergamaschi, H. Deficit hídrico e produtividade na cultura do milho. Pesq. agropec. bras., Brasília, v.41, n.2, p.243-249, 2006.BONFIM-SILVA, E.M.et al. DESENVOLVIMENTO INICIAL DE PINHÃO-MANSO SOB DISPONIBILIDADES HÍDRICAS DO SOLO. Irriga, Botucatu, v. 20, n. 1, p. 73-81, janeiro-março, 2015.DURÃES, F.O.M. Limitações fisiológicas do milho nas condições de plantio nas regiões tropicais baixas. 2007. Artigo em Hypertexto. Disponível em: <http://www.infobibos.com/Artigos/2007_1/limitemilho/index.htm>. Acesso em: 03/7/2016.FIGUEIREDO, W. S. C. Evapotranspiração e efeito do déficit hídrico na floração do cafeeiro arábica . 2010. 108 f. Tese (Doutorado em Engenharia Agrícola) - Universidade Federal de Lavras, Lavras. 2010.LARCHER, W. Ecofisiologia vegetal. São Carlos: Rima, 2006. p. 341-419.LIMA FILHO. J. M. P. INTERNAL WATER RELATIONS OF THE UMBU TREE UNDER SEMI-ARID CONDITIONS. Rev. Bras. Frutic., Jaboticabal - SP, v. 23, n. 3, p. 518-521, 2001.SANTOS, P. A. A. COMPORTAMENTO ECOFISIOLÓGICO E BIOQUÍMICO DO UMBUZEIRO (Spondias tuberosa Arruda) SUBMETIDO À DEFICIÊNCIA HÍDRICA. 2010.68f. Dissertação (Mestrado em Ecologia e Conservação) – Núcleo de Pós-Graduação em Ecologia e Conservação, Universidade Federal de Sergipe, 2010. TAIZ, L.; ZEIGER, E. Fisiologia Vegetal. 4.ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2009. p. 613-622.

Referências Bibliográficas

http://www.infobibos.com/Artigos/2007_1/limitemilho/index.htm

Obrigado(a) pela atenção!

estresse por déficit hídrico

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