Solo limita extração de água e redefine tolerância à seca

A capacidade de extração de água pelas plantas depende das propriedades físicas do solo. O fator limita o desempenho hídrico mais do que características da própria planta. Resultado ajuda a explicar o fracasso de programas de melhoramento voltados à tolerância à seca.

Pesquisadores liderados por Andrea Carminati, da ETH Zurich, e Tim Brodribb, da University of Tasmania, analisaram o transporte de água em plantas sob tensão negativa. Seu estudo indica controle dominante do solo sobre o fluxo hídrico.

A água no solo ocupa poros de diferentes tamanhos. Esses poros geram forças capilares. Tais forças retêm água e aumentam com a secagem. Modelos mostram elevação rápida da resistência quando os poros perdem água. Nesse estágio, a sucção radicular não atende a demanda da planta.

Níveis insuficientes

Valores de potencial hídrico do solo abaixo de -1,5 MPa (megapascal) reduzem a extração a níveis insuficientes. A planta mantém transpiração e crescimento sob restrição. O sistema entra em déficit hídrico funcional.

O estudo integrou física do solo e fisiologia vegetal. A equipe avaliou a tensão no xilema e a resposta estomática. Estômatos atuam como válvulas. Abertura permite entrada de CO2 e saída de vapor. Fechamento reduz perda de água. O processo limita fotossíntese e crescimento.

Metanálise com 19 espécies identificou faixa estreita de tensão foliar. A redução da transpiração inicia próximo de 1,3 ± 0,6 MPa. O valor coincide com previsões de um modelo ótimo de extração de água no solo, em torno de 1,4 ± 0,6 MPa. Convergência indica restrição física comum entre espécies.

Drenagem de poros

A drenagem de poros maiores ocorre com facilidade. A redução do tamanho dos reservatórios eleva forças capilares e viscosas. A energia exigida para extração cresce. O fluxo torna-se ineficiente.

O xilema suporta alta tensão. Paredes celulares espessas evitam colapso. Solutos nas células geram pressão osmótica e mantêm turgor. Mesmo com tais adaptações, o limite operacional surge no solo.

Programas de melhoramento buscaram aumentar solutos celulares. A meta envolvia ampliar absorção de água. Conforme os cientistas, investimentos elevados não trouxeram ganhos consistentes em campo. O novo modelo atribui o insucesso ao controle físico do solo sobre o fluxo.

Outras informações em doi.org/10.1126/science.adx8114