Aquest article explica el paper de l’aigua en el comportament general de les plantes i, en concret, la seva rellevància en l’agricultura, amb l’objectiu que els lectors, no especialitzats en aspectes fisiològics, entenguin la importància del recurs de l’aigua en la producció d’aliments i béns. Per a fer-ho, s’analitzen els conceptes més rellevants que governen el funcionament de l’aigua a la planta i la relació amb els processos més lligats a la producció (fotosíntesi i creixement vegetatiu). Per a il·lustrar aquests conceptes es presenten alguns exemples agronòmics relacionats amb la sensibilitat estacional al dèficit hídric, l’eficiència en l’ús de l’aigua o la dependència de la producció d’aliments a la disponibilitat d’aigua.PARAULES CLAU: aigua, producció d’aliments, fisiologia vegetal, potencial hídric, fotosíntesi, transpiració, sensibilitat estacional al dèficit hídric. | This paper explains the role of water in the general behaviour of plants and more specifically its importance in agriculture, with the aim to let the reader who is not specialized in physiological aspects understand the function of water in the production of food and goods. To do this, the most significant concepts regulating the behaviour of water inside the plant have been analysed, together with the relationship of water with the processes most closely linked to production (photosynthesis and vegetative growth). Likewise, to illustrate these concepts, some agronomic examples are given in relation to seasonal sensitivity to water deficit, water use efficiency, and the dependence of food production on water availability.KEYWORDS: water, food production, plant physiology, water potential, photosynthesis, transpiration, seasonal sensitivity to water deficit. | Este artículo explica el papel del agua en el comportamiento general de las plantas y, en concreto, su relevancia en la agricultura, con el objetivo de que los lectores, no especializados en aspectos fisiológicos, puedan entender la importancia del recurso del agua en la producción de alimentos y bienes. Para ello, se han analizado los conceptos más destacados que gobiernan el funcionamiento del agua en la planta y su relación con los procesos más vinculados a la producción (fotosíntesis y crecimiento vegetativo). Para ilustrar estos conceptos se presentan algunos ejemplos agronómicos relacionados con la sensibilidad estacional al déficit hídrico, la eficiencia en el uso del agua o la dependencia de la producción de alimentos a la disponibilidad de agua.PALABRAS CLAVE: agua, producción de alimentos, fisiología vegetal, potencial hídrico, fotosíntesis, transpiración, sensibilidad estacional al déficit hídrico.

Se cultivaron plantas de papa en macetas y se sometieron a potenciales decrecientes suelo/agua (r ) bajo condiciones controladas. Se aplicaron dos tratamientos de intensidad de luz: 1000 y 400 uE/m2s, dos humedades absolutas: 9.30 y 15.40 glm3 durante el día (16 horas), y 9.64 y 11.79 gima en la noche. El potencial de agua del follaje (Ψ) varió con la intensidad de la luz y la humedad del aire y estuvo correlacionado con r. Sin embargo, las plantas provenientes del tratamiento de aire húmedo mostraron una relación entre Ψ y r siguiendo líneas rectas, en tanto que las provenientes de aire seco siguieron curvas hiperbólicas, para ambas intensidades de luz: las últimas tuvieron una tendencia a llegar a los umbrales de los potenciales de agua del follaje correspondientes al cierre de los estomas (Ψ th) con valores de r más altos que cuando estuvieron bajo condiciones de humedad elevada. Las tasas de transpiración (E) resultaron afectadas por la humedad del aire y la intensidad de la luz, y siguieron curvas hiperbólicas cuando se relacionaron con Ψ. Los resultados muestran que se puede aplicar una analogía de la ley de Ohm a las plantas de papa, al menos bajo las condiciones estudiadas. En general, las plantas jóvenes (fase vegetativa) y las maduras (fase de floración; no mostraron diferencias estadísticas significativas para las comparaciones efectuadas; sin embargo, la tasa fotosintética (P) tuvo comportamientos diferentes entre plantas jóvenes y maduras respecto a la conductividad del follaje (Kc), siguiendo curvas hiperbólicas y líneas rectas, respectivamente; por otra parte, P siempre aumentó conforme incrementó K. Hubo fuertes diferencias en el ingreso de CO2 bajo condiciones de una elevada Kc con relación a los dos tratamientos de luz. | Potato plants were grown in pots and subjected to decreasing soil/water potentials (r ) under controlled conditions. Two light intensity treatments were applied: 1000 and 400 uE/m2s, two absolute humidities: 9.30 and 15.40 glm3 during the day (16 hours), and 9.64 and 11.79 gima at night. Foliage water potential (Ψ) varied with light intensity and air humidity and was correlated with r. However, plants from the humid air treatment showed a relationship between Ψ and r following straight lines, whereas those from dry air followed hyperbolic curves, for both light intensities: the latter had a tendency to reach foliage water potential thresholds corresponding to stomata closure (Ψ th) with higher r values than when under high humidity conditions. Transpiration rates (E) were found to be affected by air humidity and light intensity, and followed hyperbolic curves when related to Ψ. The results show that an analogy of Ohm's law can be applied to potato plants, at least under the conditions studied. In general, young (vegetative phase) and mature (flowering phase) plants showed no significant statistical differences for the comparisons made; however, photosynthetic rate (P) behaved differently between young and mature plants with respect to canopy conductance (Kc), following hyperbolic curves and straight lines, respectively; on the other hand, P always increased as K increased. There were strong differences in CO2 influx under high Kc conditions in relation to the two light treatments.

Crop water monitoring is an important aspect for precise control of irrigation. A reliable and movable technique is needed to properly assess water uptake of crops in the field. Water uptake by field grown maize (Zea mays L.), in water-limited conditions was verified with the heat pulse system. The temperature difference between two radially inserted thermocouples, one 9 mm above and the other 4 mm below a heater piercing the maize stem, was measured every 0.3 sec following emission of a heat pulse in conditions of varied atmospheric demand. Comparisons of heat pulse system outputs and a high precision transpiration model estimates were done on hourly and daily basis, when low sap velocities were expected to occur. Hourly and daily basis of the heat pulse outputs and model estimates were in agreement. Sensitiveness of the technique was observed even for very low sap velocities. | O monitoramento das necessidades hídricas é um aspecto importante para o controle preciso da irrigação. Técnicas portáteis e de boa confiabilidade se fazem necessárias para a correta determinação do consumo hídrico das culturas em campo. A absorção de água pela cultura do milho (Zea mays L.), cultivada, em condições de limitação hídrica no solo, foi verificada através da técnica do pulso de calor. Após a emissão de um pulso de calor, procedeu-se a medições, a cada 0,3 seg, do diferencial de temperatura entre dois termopares, inseridos radialmente no caule da planta. O primeiro foi colocado 9 mm acima e o segundo 4 mm abaixo de uma fonte de calor (“heater”). Foram feitas comparações entre as medições pela técnica do pulso de calor e estimativas da transpiração computadas por um modelo de alta precisão, numa base horária e diária. Medições pelo pulso de calor e as estimativas pelo modelo apresentaram concordância, tanto para valores horários como diários. Foi constatado sensibilidade da técnica, mesmo para valores muito baixos de velocidade da seiva.

Objetivou-se com este trabalho avaliar a eficiência fotossintética e o uso da água por plantas de clones de eucalipto submetidas ao herbicida glyphosate. O experimento foi realizado em esquema fatorial 4 x 5, com quatro clones de eucalipto (57, 386, 1203 e 1213) e quatro doses de glyphosate (43,2; 86,2; 129,6; e 172,8 g ha-1) e uma testemunha sem herbicida, considerada dose zero, com quatro repetições. Aos 7, 14, 21 e 28 dias após aplicação do herbicida (DAA) foi avaliada a intoxicação das plantas, e aos 7 e 21 DAA, o fluxo de gases pelos estômatos (U - mmol s-1), a atividade fotossintética (A - mmol m-2 s-1), a condutância estomática (Gs - mol m-1 s-1), a transpiração (E - mol H2O m-2 s-1) e a eficiência do uso da água (QUE - mol CO2 mol H2O-1). Aos 50 DAA, as plantas de eucalipto foram coletadas e colocadas em estufa de ventilação forçada a 70 ºC até atingirem massa constante. Aos 21 DAA, o clone 1203 comportou-se como mais sensível ao herbicida. Não houve diferença entre clones para as variáveis fisiológicas avaliadas. Aos 21 DAA constatou-se que, com o incremento da dose de glyphosate, houve redução na condutância estomática, na taxa de fluxo de gases pelos estômatos, na taxa fotossintética e na eficiência do uso da água. Plantas dos clones 1213 e 1203 apresentaram maior acúmulo de massa seca. O aumento da dose do glyphosate promoveu menor acúmulo de massa seca das plantas de eucalipto. O glyphosate afetou negativamente o crescimento e a eficiência fotossintética e de uso da água dos clones estudados.<br>The objective of this study was to assess the photosynthetic efficiency and water use by eucalyptus clones submitted to the herbicide glyphosate. The experiment was performed in a 4 x 5 factorial, with four eucalyptus clones (57, 386, 1203 and 1213), four doses of glyphosate (43.2, 86.2, 129.6 and 172.8 g ha-1) and a control without herbicide, considered zero dose, with four replications. At 7, 14, 21 and 28 days after herbicide application (DAA), plant intoxication was evaluated and at 7 and 21 DAA, stomatal gas flow (U - mmol s-1), photosynthetic activity (A -mmol m-2 s-1), stomatal conductance (Gs - mol m-1 s-1), transpiration (E - mol H2O m-2 s-1) and water use efficiency (WUE - mol CO2 mol H2O-1). At 50 DAA, the eucalyptus plants were collected and placed in a forced-ventilation oven at 70 °C until constant weight to determine dry mass. At 21 DAA, clone 1203 was found to be the most sensitive to the herbicide. There was no difference among the clones for the assessed physiological variables. At 21DAA, it was verified that increasing doses of glyphosate led to a reduction in stomatal conductance, stomatal gas flow rate, photosynthetic rate and water use efficiency. Plants of clones 1213 and 1203 showed a higher accumulation of dry mass. Increasing doses of glyphosate promoted less accumulation of dry mass in the eucalyptus plants. Glyphosate negatively affected growth, photosynthetic efficiency and water use of the evaluated clones.

O cenário de mudanças climáticas globais sugere um aumento da aridez em muitas áreas do mundo, com propensão ao aumento de chuvas no inverno e períodos de seca cada vez mais freqüentes no verão. A deficiência hídrica afeta a performance vegetal através de efeitos sobre o crescimento e a fotossíntese. A mamona (Ricinus communis) é considerada uma cultura tolerante à seca, de elevada importância econômica devido à utilização do óleo extraído de suas sementes na produção de biodiesel. Os efeitos do estresse hídrico sobre o processo fotossintético de plantas de mamona foram investigados em duas fases experimentais distintas. Na etapa 1 de um estudo realizado em casa de vegetação, alterações nos parâmetros da fluorescência da clorofila a foram analisados. Sob condições de déficit hídrico, a absorção de energia pela antena do fotossistema II foi reduzida e um aumento nos mecanismos de dissipação de energia parece regular a atividade do fotossistema. Na etapa 2 deste estudo, as possíveis limitações na assimilação de carbono e a eficiência no uso da água foram investigados. Em condições de estresse hídrico observou-se a redução da atividade de troca gasosa e o aumento da eficiência no uso da água. A análise de curvas de resposta à concentração interna de CO2 (A-Ci) e dos parâmetros bioquímicos demonstrou que, sob suave seca, a limitação estomática é a principal responsável pela redução da fotossíntese. Entretanto, sob condições de severa seca, além da limitação estomática, a fotossíntese é afetada também por limitações bioquímicas. Nas duas fases experimentais, observou-se a redução do crescimento e da área foliar total nas plantas de mamona em estresse hídrico. A redução da disponibilidade de água no solo parece regular a atividade do aparato fotossintético de plantas de mamona, e a redução no processo de fotossíntese é causada por limitações estomáticas e metabólicas que variam de acordo com a intensidade do estresse hídrico. | The worldwide climate change scenario suggests an increase in aridity in many areas around the world. This may be accompanied by increases in rainfall during winter and ever more frequent drought periods during the summer. Reductions in water availability affect the plant performance through the effects upon growth and photosynthesis. Castor bean is thought to be a drought tolerant crop which has grown in economic importance due to the production of biodiesel. In this study, the water stress effects on the photosynthetic processes of castor bean plants were investigated in two distinct experimental phases. At phase 1, changes in chlorophyll fluorescence parameters and stomatal conductance were analyzed in greenhouse grown plants. Under water stress conditions, the PSII antennae energy absorption was reduced and an increase of the energy dissipation mechanisms seems to regulate the activity of photosystem II. At the phase 2, the limitations to carbon assimilation and the water use efficiency were investigated upon water stress conditions. A decrease in gas exchange and an increase on the water use efficiency were observed. The analysis of Assimilation vs internal CO2 concentration response curves and the biochemical parameters of photosynthesis shows that, under mild drought stress, the stomatal limitation was the main factor reducing photosynthetic performance. However, under severe drought conditions, stomata was not the only limiting factor, because photosynthesis was also affected by biochemical limitations. In both phases growth and leaf area decreased under water stress. The reduction on the soil water availability seems to regulate the activity of the photosynthetic apparatus, and the decrease in photosynthesis is caused by stomatal and metabolic limitations, which vary in magnitude according to the water stress intensity.

Los metales pesados (MP) pueden afectar las relaciones hídricas de la planta de muchas formas. El Hg inhibe la actividad de las acuaporinas, proteínas que forman los canales transportadores de agua, y de esta manera afecta la conductividad a nivel celular y de tejidos en zonas específicas de la raíz, así como el volumen de las células guarda modificando los movimientos estomáticos. Además, junto con otros metales pesados, el Hg produce cambios morfológicos como el acortamiento o modificación en la elasticidad de las raíces, disminuyendo el área efectiva para la toma de agua. En hojas, el cambio en el número de estomas y de tricomas causado por el Hg, altera la tasa de transpiración. En este artículo se revisa el efecto del Hg sobre el transporte de agua en la planta a nivel celular y su relación con el estatus hídrico de ésta. Además, se presentan avances recientes en el conocimiento de las acuaporinas basados en la utilización del Hg como inhibidor de su actividad.Palabras clave adicionales: acuaporinas, conductividad hidráulica, raíces, estomas. | Heavy metals could affect hydric relationships in plants in many ways. Mercury inhibits activity of aquaporins, the proteins that form the chanels-transporters of water and, thus, affects water conductivity of cells and tissues of special root zones as well as volume of guard cells modifying stomatal movements. Mercury produces morphological changes in plants, the effects typical for other heavy metals, such as shortening of root or decrease in root elasticity, thus reducing effective area for water absorption. In leaves, the changes in number of stomata and trichomes caused by the effects of Hg alter the transpiration rates. In the present article, the effects of Hg over the water transport in plants at cellular level and whole hydric status of plants are revised. Additionally, the recent studies on aquaporin functioning are discussed, with Hg used as an agent to inhibit aquaporin activity.

.

A bananeira é cultivada em diferentes áreas semiáridas do mundo com uso da irrigação. Nesses ambientes o manejo da irrigação deve, priorizar a precisão, o que demanda conhecer a produção e a eficiência de uso da agua em condições específicas. A eficiência de uso de água (EUA) pode ser expressa: para a folha, razão entre carbono fixado e água transpirada; para a planta, razão entre massa seca produzida e lâmina de água transpirada; econômica, razão entre produção de massa fresca e água transpirada. A otimização da EUA requer atuação no manejo da cultura, no uso racional da água e de genótipos mais eficientes no uso da água e irrigação com déficit. O conhecimento das zonas com maiores densidades de comprimento radicular e extração de água em sistemas de irrigação com maior eficiência de aplicação, gotejamento e microaspersão, indica o local para monitorar água do solo, aplicar fertilizantes e incrementar a produtividade. A deposição da palhada sobre o solo, diminui a evaporação, minimiza a compactação, melhora os atributos físicos, químicos e biológicos do solo e a EUA. O cultivo tem alta demanda e impacta os recursos hídricos em áreas semiáridas. O uso de cultivares mais tolerantes a déficit hídrico do solo, é mais aceitável do ponto de vista ambiental e parece ser factível para híbridos (AAAB), que podem ser submetidos a estratégias de irrigação com déficit controlado e lateralmente alternada, com aumento da EUA. O aumento da temperatura foliar reduz a EUA, mesmo com lâminas de irrigação adequadas. Em cultivos de bananeira em regiões semiáridas, onde as temperaturas elevadas limitam a produção, todas as práticas de planejamento, manejo de irrigação e do cultivo devem ser orientadas para otimizar o fluxo difusivo, a ciclagem de nutrientes no solo, favorecer a refrigeração da planta e aumentar a eficiência de uso da água.

Objetivou-se com este trabalho avaliar a eficiência fotossintética e o uso da água por plantas de clones de eucalipto submetidas ao herbicida glyphosate. O experimento foi realizado em esquema fatorial 4 x 5, com quatro clones de eucalipto (57, 386, 1203 e 1213) e quatro doses de glyphosate (43,2; 86,2; 129,6; e 172,8 g ha-1) e uma testemunha sem herbicida, considerada dose zero, com quatro repetições. Aos 7, 14, 21 e 28 dias após aplicação do herbicida (DAA) foi avaliada a intoxicação das plantas, e aos 7 e 21 DAA, o fluxo de gases pelos estômatos (U - mmol s-1), a atividade fotossintética (A - mmol m-2 s-1), a condutância estomática (Gs - mol m-1 s-1), a transpiração (E - mol H2O m-2 s-1) e a eficiência do uso da água (QUE - mol CO2 mol H2O-1). Aos 50 DAA, as plantas de eucalipto foram coletadas e colocadas em estufa de ventilação forçada a 70 ºC até atingirem massa constante. Aos 21 DAA, o clone 1203 comportou-se como mais sensível ao herbicida. Não houve diferença entre clones para as variáveis fisiológicas avaliadas. Aos 21 DAA constatou-se que, com o incremento da dose de glyphosate, houve redução na condutância estomática, na taxa de fluxo de gases pelos estômatos, na taxa fotossintética e na eficiência do uso da água. Plantas dos clones 1213 e 1203 apresentaram maior acúmulo de massa seca. O aumento da dose do glyphosate promoveu menor acúmulo de massa seca das plantas de eucalipto. O glyphosate afetou negativamente o crescimento e a eficiência fotossintética e de uso da água dos clones estudados. | The objective of this study was to assess the photosynthetic efficiency and water use by eucalyptus clones submitted to the herbicide glyphosate. The experiment was performed in a 4 x 5 factorial, with four eucalyptus clones (57, 386, 1203 and 1213), four doses of glyphosate (43.2, 86.2, 129.6 and 172.8 g ha-1) and a control without herbicide, considered zero dose, with four replications. At 7, 14, 21 and 28 days after herbicide application (DAA), plant intoxication was evaluated and at 7 and 21 DAA, stomatal gas flow (U - mmol s-1), photosynthetic activity (A -mmol m-2 s-1), stomatal conductance (Gs - mol m-1 s-1), transpiration (E - mol H2O m-2 s-1) and water use efficiency (WUE - mol CO2 mol H2O-1). At 50 DAA, the eucalyptus plants were collected and placed in a forced-ventilation oven at 70 °C until constant weight to determine dry mass. At 21 DAA, clone 1203 was found to be the most sensitive to the herbicide. There was no difference among the clones for the assessed physiological variables. At 21DAA, it was verified that increasing doses of glyphosate led to a reduction in stomatal conductance, stomatal gas flow rate, photosynthetic rate and water use efficiency. Plants of clones 1213 and 1203 showed a higher accumulation of dry mass. Increasing doses of glyphosate promoted less accumulation of dry mass in the eucalyptus plants. Glyphosate negatively affected growth, photosynthetic efficiency and water use of the evaluated clones.