Hydraulic limitations in different plant species

• Ano de defesa: 2015
• Autor(a) principal: Martins, Samuel Cordeiro Vitor
• Orientador(a): Matta, Fábio Murilo da
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: eng
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Viçosa
• Área do conhecimento CNPq: Fisiologia Vegetal
• Link de acesso: http://www.locus.ufv.br/handle/123456789/7530

Características hidráulicas como a condutância hidráulica foliar (Kleaf) e capacitância (Cdyn) definem os limites operacionais do xilema em nível de folha. Apesar do controle estômático em samambaias e coníferas ser fielmente predito por um modelo hidropassivo, ainda não foi testado se as características hidráulicas podem predizer com sucesso o comportamento estômatico em resposta ao déficit de pressão de vapor (VPD). Além disso, pouco se sabe sobre como características hidráulicas podem influenciar o enriquecimento de água nos locais de evaporação e a velocidade com que ocorre a mistura de água enriquecida e não enriquecida dentro de uma folha. Em um primeiro experimento, foi examinada a resposta estômática a aumentos graduais em VPD em quatro samambaias e duas coníferas estruturalmente diferentes, que abrangem uma grande diversidade em Kleaf e Cdyn. Os fluxos na fase líquida e gasosa também foram medidos para determinar o potencial hídrico foliar (Ψl) em tempo real e sua relação com a condutância estomática (gs). Foi encontrado que diferentes valores de KL e Cdyn levaram a balanços distintos entre a fase líquida e gasosa impactando significativamente o tempo de resposta para o fechamento estômática, onde o tempo de meia-vida variou de 48-248 segundos. O modelo hidropassivo predisse com sucesso a resposta estômáticas ao VPD em todas as espécies estudadas. Além disso, houve melhora na capacidade de predição do modelo quando assumindo um Kleaf dinâmico, sugerindo uma resposta de Kleaf ao VPD. De qualquer forma, a magnitude das mudanças em Kleaf foi pequena e em acordo com recentes modelos prevendo uma mudança da transpiração perivascular para a periestomática em resposta à aumentos em VPD. Em um segundo experimento, foi estudado o enriquecimento da água foliar em 18 O durante o processo tranpiratório em quatro espécies com Kleaf e Cdyn constrastantes. Evidências adicionais em suporte ao modelo de dois compartimentos para o enriquecimento em 18 O em três das quatro espécies foram encontradas. Os dados obtidos também sugerem uma possível interação entre a densidade de venação e tecidos associados às nervuras como determinantes da fração de água não-enriquecida. Além disso, é sugerido que o baixo Kleaf apresentando por samambaias, levaria a um aumento da resistência radial para o transporte de água, restringindo assim a mistura de água entre as frações enriquecidas e não-enriquecidas. Em um terceiro experimento, a vulnerabilidade hidráulica foliar foi avaliada em duas cultivares de café em condições de campo sob forte restrição hídrica de modo a testar a suscetibilidade do café à disfunções hidráulicas. As folhas de café foram caracterizadas como moderadamente tolerantes a disfunções hidráulicas; no entanto, os Ψl encontrados sob seca foram suficientes para causar falha hidráulica e abscisão foliar. Após o retorno das chuvas, a recuperação da fotossíntese líquida (An) e gs foi reprimida em diferentes extensões, provavelmente como resultado da perda hidráulica dado que nenhuma evidência para limitações bioquímicas em An foi encontrada. Em todo caso, após dois meses de chuvas, a recuperação total de An, mas não de gs, foi observada em folhas expandidas sob seca em comparação com folhas expandidas na estação chuvosa. Sob condições de ampla disponibilidade hídrica, a abertura estômática parece ser regulada de modo a evitar que a perda de condutividade hidráulica alcance níveis maiores do que c. 30% por meio de mecanismos ativos provavelmente relacionados ao ácido abscísico (ABA). No entanto, a alta variabilidade em Ψl encontrada sob seca sugere que existe sensibilidade diferencial ao ABA nas folhas, dado que algumas folhas não conseguem alcançar fechamento estômático suficiente para evitar danos no sistema hidráulico. Em conclusão, é demonstrado que a anatomia foliar, através de mudanças em Cdyn e/ou no teor de água, tem um efeito significativo sobre a velocidade dos movimentos estomático em coníferas e samambaias. Portanto, o mecanismo passivo de controle estomático pode levar à taxas de fechamento estomático tão rápidas quanto as observadas em angiospermas e também afetar as propriedades do processo de enriquecimento em 18 O. Ressalta-se que, no cafeeiro, mais estudos relacionados à sensibilidade ao ABA serão necessários para melhor elucidar a contribuição de mecanismos passivos e ativos no controle estômático. É deveras importante também a determinação da vulnerabilidade hidráulica em caules e raízes, bem como em outras variedades de café para uma adequada avaliação dos efeitos da seca na cultura do café.