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.

Water uptake and use by plants are essentially energy processes that can be largely modified by percentage of soil cover, plant type; foliage area and its distribution; phenological stage and several environmental factors. Coffee trees (Coffea arabica - cv. Obatã IAC 1669-20) in Agrforestry System (AFS) spaced 3.4x0.9m apart, were planted inside and along rows of 12- year-old rubber trees (Hevea spp.) in Piracicaba-SP, Brazil (22 42'30" S, 47 38'00" W - altitude: 546m). Sap flow of one-year-old coffee plants exposed to 35; 45; 80; 95 and 100% of total solar radiation was estimated by the heat balance technique (Dynamax Inc.). Coffee plants under shade showed greater water loss per unit of incident irradiance. On the other hand, plants in monocrop (full sun) had the least water loss per unit of incident irradiance. For the evaluated positions average water use was (gH2O.m-2Leaf area.MJ-1): 64.71; 67.75; 25.89; 33.54; 27.11 in Dec./2002 and 97.14; 72.50; 40.70; 32.78; 26.13 in Feb./2003. This fact may be attributed to the higher stomata sensitivity of the coffee plants under more illuminated conditions, thus plants under full sun presented the highest water use efficiency. Express transpiration by leaf mass can be a means to access plant adaptation to the various environments, which is inaccessible when the approach is made by leaf area.<br>A absorção e uso da água pelas plantas são processos essencialmente energéticos que podem ser grandemente modificados pela porcentagem de cobertura do solo, tipo de plantas, área foliar e sua distribuição, estágio fenológico e diversos fatores ambientais. Cafeeiros (Coffea arabica - cv. Obatã IAC 1669-20) em Sistema Agroflorestal (AFS) espaçados de 3.4 x 0.9 m foram plantados dentro e ao lado de um seringal de 12 anos de idade (Hevea spp.) em Piracicaba, SP, Brasil (22 42'30"S, 47 38'00" W - altitude: 546 m). O fluxo de seiva dos cafeeiros com 1 ano de idade expostos a 35, 45, 80, 95 e 100% da radiação solar foi estimado pela técnica do balanço de calor (Dynamax Inc.). Cafeeiros sombreados sofreram a maior perda de água por unidade de radiação incidente. No entanto, as plantas em monocultivo (pleno sol) apresentaram a menor perda de água por unidade de radiação incidente. Nas distâncias avaliadas, o uso médio de água foi (gH2O.m-2área foliar.MJ-1): 64,71; 67,75; 25,89; 33,54; e 27,11 em dez./2002 e 97,14; 72,50; 40,70; 32,78; e 26,13 em fev./2003. Tal fato pode ser atribuído à maior sensibilidade estomatal dos cafeeiros sob condições de maior iluminação, o que faz que plantas a pleno sol apresentem eficiência de uso da água mais elevada. Expressar a transpiração por massa de folha pode ser um meio de verificar a adaptação das plantas aos diversos ambientes, a qual é inacessível quando realizado por área foliar.

En esta revisión se analiza la información disponible sobre los mecanismos mediante los cuales los nutrientes pueden afectar el uso de agua que realizan las plantas leñosas. Pueden modificarse el consumo de agua (e.g., consumo total por planta, tasa transpiratoria, eficiencia del uso del agua), las relaciones hídricas (e.g., ajuste osmótico, modificaciones en el potencial hídrico, modificaciones en el control estomático) o las características hidráulicas de las plantas (e.g., conductividad hidráulica de raíces, tallo, ramas). Se recopiló la información disponible desde los niveles subcelular, órgano, planta entera y población. Se concluye que la disponibilidad de nutrientes afecta el uso del agua a través de modificaciones en la arquitectura hidráulica en cada nivel de organización, que pueden resultar en diferente consumo de agua a nivel de individuo y población. La variedad de modificaciones posibles hace que resulte difícil predecir el resultado del cambio en la disponibilidad de nutrientes en el uso del agua, ya que además de la interacción entre los recursos abióticos (i.e., agua y cada nutriente) hay que considerar las diferencias genotípicas en la capacidad de respuesta. | In this review, we analyze the information available about the mechanisms by which nutrients can alter plant water use. Water consumption (e.g., total consumption per plant, transpiration rate, water use efficiency), water relations (e.g., osmotic adjustment, changes in water potential, modifications in stomatal control) or hydraulic properties of plants (e.g., root or stem hydraulic conductivity) can be affected by the nutritional status of the plant. Information is analyzed at different levels: subcellular, organ, plant and population. It is concluded that nutrient availability alters hydraulic achitecture at different organization levels, resulting in changes in water use at plant or population level. Possible modifications, and their interactions, make it difficult to predict the way nutrient availability can alter water use. Moreover, besides abiotic factors interactions (e.g., between water and each nutrient), genotypic differences in response capacity have to be taken into account. | Instituto de Fisiología Vegetal

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.

Durante el año 2006 se ensayaron 5 tratamientos de riego para evaluar el impacto del estrés hídrico sobre la eficacia de la utilización del agua en Vitis vinifera, cv. Merlot. Tres días, entre la floración y la madurez, se realizaron medidas de asimilación neta (AN) y conductancia estomática (gs) que permitieron calcular la eficacia intrínseca de utilización de agua (WUEi). A su vez, se midió el potencial hídrico foliar de base, antes del amanecer, (PsiPD) que daba una idea de la intensidad del estrés soportado por las plantas. Los resultados revelaron correlaciones altamente significativas entre los 4 parámetros analizados. Las plantas que soportaron mayores niveles de estrés fueron las que utilizaron el agua de forma más eficaz.

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.