Nome da Atividade
RELAÇÕES ÁGUA-PLANTA
CÓDIGO
0010044
Carga Horária
68 horas
Tipo de Atividade
DISCIPLINA
Periodicidade
Semestral
Modalidade
PRESENCIAL
Unidade responsável
CARGA HORÁRIA EAD
0
CARGA HORÁRIA EXERCÍCIOS
0
CARGA HORÁRIA OBRIGATÓRIA
4
CARGA HORÁRIA PRÁTICA
1
CARGA HORÁRIA TEÓRICA
3
CRÉDITOS
4
FREQUÊNCIA APROVAÇÃO
75%
Ementa
A importância da água para as plantas e para a agricultura, relações água-planta: da célula à planta como um todo, Sistema solo-planta-atmosfera, absorção e perda de água pelos vegetais, translocação e transporte de água e de solutos via xilema e floema, transporte através de membranas, métodos de avaliação do estado hídrico das plantas e do solo, limitações hídricas sobre a produção vegetal.
Objetivos
Objetivo Geral:
Essa disciplina tem o objetivo de solidificar os conceitos básicos envolvendo as relações água-planta e aprofundar os mecanismos da regulação hídrica do sistema solo-planta-atmosfera, especialmente em plantas cultivadas em ambiente com restrição hídrica.Conteúdo Programático
1- A IMPORTÂNCIA DA ÁGUA PARA AS PLANTAS - Funções da água na planta; limitações para a produção vegetal; influência sobre a biodiversidade e formação de ecossistemas.
2- ÁGUA – Molécula da água: estrutura e propriedades físicas, Difusão, Osmose e Fluxo de massa; Potencial químico da água (componentes e significado termodinâmico);
3- A ÁGUA NO SOLO – Conteúdo de água no solo, Potencial da água no solo (Potencial gravitacional, Potencial mátrico, Potencial osmótico), Movimento da água no solo - Lei de Darcy, Métodos de determinação de água no solo (gravimetria; tensiometria; reflectometria no domínio do tempo – TDR, sondas de pulso de calor);
4- ÁGUA NA PLANTA – Conteúdo de água, Potencial da água na planta (potencial de pressão, potencial osmótico e potencial mátrico), Métodos para avaliação de conteúdo e de potencial da água na planta e seus componentes (gravimetria, psicrometria, câmara de pressão).
5- SISTEMA SOLO-PLANTA-ATMOSFERA: Definição e conceitos gerais.
6- RELAÇÃO PLANTA-ATMOSFERA: a relação entre temperatura, umidade do ar e déficit de pressão de vapor (DPV), balanço de energia, cálculo do DPV.
7- ABSORÇÃO DE ÁGUA PELAS PLANTAS – Movimento de água do solo para as raízes, Região de absorção de água nas raízes, Estrutura dos vasos da raiz, Simplasto e Apoplasto, Lei de Poiseuille, Modelo de Gardner, Absorção de água dependente do acúmulo de íons nas células da raiz e Absorção de água acoplada à transpiração;
8- TRANSLOCAÇÃO DE ÁGUA – Estrutura do xilema, Teoria da Coesão-Tensão e algumas controvérsias, Métodos de determinação da condutividade hidráulica na folha e na planta, Curvas de pressão-volume, Métodos de pulso de calor e de balanço de calor, pressão de turgor foliar com sensores magnéticos,
9- PERDA DE ÁGUA PELAS PLANTAS – Introdução, Anatomia foliar, Localização, distribuição e ocorrência de estômatos, Transpiração estomática, Mecanismo de abertura e fechamento dos estômatos; Fatores que influem na regulação da abertura ou fechamento dos estômatos e Fatores do ambiente que influem na transpiração; Métodos de análise de condutância estomática (porometria e trocas gasosa por infra-vermelho);
10- DISTRIBUIÇÃO DE ASSIMILADOS NAS PLANTAS – Introdução, Estrutura do floema, Substâncias translocadas no floema, Carregamento e descarregamento do floema, Transporte no floema por meio de fluxo em massa e Taxa de translocação do floema; Relação fonte e dreno de assimilados, Balanço entre ramos e raízes, Partição de assimilados entre órgãos da planta e Mecanismos de partição de assimilados;
11- ESTRESSE HÍDRICO – Introdução, Terminologia e conceitos, Adaptações ao déficit hídrico e Efeitos fisiológicos do déficit hídrico.
2- ÁGUA – Molécula da água: estrutura e propriedades físicas, Difusão, Osmose e Fluxo de massa; Potencial químico da água (componentes e significado termodinâmico);
3- A ÁGUA NO SOLO – Conteúdo de água no solo, Potencial da água no solo (Potencial gravitacional, Potencial mátrico, Potencial osmótico), Movimento da água no solo - Lei de Darcy, Métodos de determinação de água no solo (gravimetria; tensiometria; reflectometria no domínio do tempo – TDR, sondas de pulso de calor);
4- ÁGUA NA PLANTA – Conteúdo de água, Potencial da água na planta (potencial de pressão, potencial osmótico e potencial mátrico), Métodos para avaliação de conteúdo e de potencial da água na planta e seus componentes (gravimetria, psicrometria, câmara de pressão).
5- SISTEMA SOLO-PLANTA-ATMOSFERA: Definição e conceitos gerais.
6- RELAÇÃO PLANTA-ATMOSFERA: a relação entre temperatura, umidade do ar e déficit de pressão de vapor (DPV), balanço de energia, cálculo do DPV.
7- ABSORÇÃO DE ÁGUA PELAS PLANTAS – Movimento de água do solo para as raízes, Região de absorção de água nas raízes, Estrutura dos vasos da raiz, Simplasto e Apoplasto, Lei de Poiseuille, Modelo de Gardner, Absorção de água dependente do acúmulo de íons nas células da raiz e Absorção de água acoplada à transpiração;
8- TRANSLOCAÇÃO DE ÁGUA – Estrutura do xilema, Teoria da Coesão-Tensão e algumas controvérsias, Métodos de determinação da condutividade hidráulica na folha e na planta, Curvas de pressão-volume, Métodos de pulso de calor e de balanço de calor, pressão de turgor foliar com sensores magnéticos,
9- PERDA DE ÁGUA PELAS PLANTAS – Introdução, Anatomia foliar, Localização, distribuição e ocorrência de estômatos, Transpiração estomática, Mecanismo de abertura e fechamento dos estômatos; Fatores que influem na regulação da abertura ou fechamento dos estômatos e Fatores do ambiente que influem na transpiração; Métodos de análise de condutância estomática (porometria e trocas gasosa por infra-vermelho);
10- DISTRIBUIÇÃO DE ASSIMILADOS NAS PLANTAS – Introdução, Estrutura do floema, Substâncias translocadas no floema, Carregamento e descarregamento do floema, Transporte no floema por meio de fluxo em massa e Taxa de translocação do floema; Relação fonte e dreno de assimilados, Balanço entre ramos e raízes, Partição de assimilados entre órgãos da planta e Mecanismos de partição de assimilados;
11- ESTRESSE HÍDRICO – Introdução, Terminologia e conceitos, Adaptações ao déficit hídrico e Efeitos fisiológicos do déficit hídrico.
Bibliografia
Bibliografia Básica:
- TAIZ, L. & ZEIGER, E. Plant physiology. Redwood, C.A, USA: The Benjamin/ Cummings Publishing, 1995, 559p.
- STROOCK, A. D. et al. The physicochemical hydrodynamics of vascular plants. Annu. Rev. Fluid Mech. 46:615-642, 2014.
- SACK, L.; SCOFFONI, C. Leaf venation: structure, function, development, evolution, ecology and applications in the past, prrsent and future. New Phytol., 198:983-1000, 2013.
- SACK, L. et al. The ‘hydrology’ of leaves: co-ordination of structure and function in temperate woody species. Plant, Cell Environ., 26:1343-1356, 2003.
- PIMENTEL, C. A relação da planta com a água. Seropédica, EDUR/UFRRJ, 2004, 191p.
- NOBEL, P.S. Biophysical plant physiology and ecology. São Francisco, C.A, USA: Freemann, 1983, 635p.
- MEDEIROS, D. B. et al. Utilizing systems biology to unravel stomatal function and the hierarchies underpinning its control. Plant, Cell Environ., doi:10.1111/pce.12517, 2015.
- KRAMER, J.P. & BOYER, J.S. Water relations of plants and soils. San Diego, C.A, USA: Academic Press 1995, 495p.
- KIRKHAM, M. B. Principles of soil and plant water relations. Amsterdan, Academic Press, 2014, 579p.
- FANOURAKIS, D. et al. Pore size regulates operating stomatal conductance, while stomatal densities drive the partitioning of conductance between leaf sides. Ann. Bot., doi:10.1093/aob/mcu247, 2014.
- BRODRIBB, T. J.; FIELD, T. S.; SACK, L. Viewing leaf structure and evolution from a hydraulic perspective. Func. Plant Biol., 37:488-498, 2010.
- BUCKLEY, T. The contributions of apoplastic, symplastic and gas phase pathways for water transport outside the bundle sheat in leaves. Plant, Cell Environ., 38:7-22, 2015.