A Transpiração das Plantas no Cenário das Mudanças Climáticas

No cenário atual do Antropoceno, a concentração de CO₂ atmosférico já ultrapassou os 420 ppm, com projeções que podem chegar a 700-900 ppm até o final do século. Para estudantes de agronomia e biologia, entender como as grandes culturas (soja, milho, trigo e arroz) respondem a esse aumento é crucial para prever a produtividade e a demanda hídrica global.

1. Resposta Estomática ao CO₂ Elevado (eCO₂)

A resposta primária das plantas ao aumento de CO₂ é a redução da condutância estomática (g_s).

Mecanismo Comportamental: Quando o interno CO₂ interno (Ci) aumenta, as células-guarda sinalizam o fechamento parcial dos poros estomáticos. Isso ocorre para otimizar a relação entre ganho de carbono e perda de água.

Mecanismo Anatômico: Estudos em câmaras de topo aberto (OTC) e sistemas FACE (Free-Air CO₂ Enrichment) mostram que plantas que se desenvolvem sob eCO₂ frequentemente apresentam uma menor densidade estomática (número de estômatos por mm²), uma adaptação ontogênica para reduzir a perda hídrica.

2. Aumento da Eficiência do Uso da Água (EUA)

Com estômatos parcialmente fechados e maior disponibilidade de substrato para a enzima Rubisco, as plantas C3 (soja, trigo) experimentam um aumento na Eficiência Intrínseca do Uso da Água (iWUE).

iWUE = A / g_s

Onde A é a taxa de assimilação líquida de CO₂.

Em teoria, isso permitiria que as culturas produzissem mais biomassa com menos água. No entanto, aqui entra o Paradoxo da Transpiração.

3. O Paradoxo: Por que a Transpiração pode não diminuir?

Embora a transpiração por unidade de área foliar diminua sob eCO₂, dois fatores podem anular esse ganho no campo:

Aumento do Índice de Área Foliar (IAF): O CO₂ extra estimula o crescimento vegetativo. Plantas maiores têm mais folhas, o que pode aumentar a transpiração total do dossel, neutralizando a economia individual de cada folha.

Efeito do Déficit de Pressão de Vapor (VPD): As mudanças climáticas trazem temperaturas mais altas. O ar quente retém mais umidade, aumentando o VPD. Mesmo com estômatos mais fechados, a "força de sucção" da atmosfera torna-se tão intensa que a perda hídrica total pode acabar sendo superior à de um cenário de clima ameno.

4. Dinâmica C3 vs. C4 nas Mudanças Climáticas

A distinção metabólica é determinante para a resiliência:

Culturas C3 (Soja, Trigo, Arroz): São as maiores beneficiadas pela "fertilização por CO₂", pois o aumento do gás reduz a fotorrespiração, aumentando a produtividade líquida em até 15-20%.

Culturas C4 (Milho, Cana-de-açúcar, Sorgo): Já possuem um mecanismo de concentração de CO₂ nas células da bainha do feixe. Portanto, o eCO₂ pouco afeta sua taxa fotossintética, mas elas ainda se beneficiam da redução da g_s para economizar água em períodos de seca.

5. Impacto Agronômico: O Risco do Superaquecimento Foliar

Um detalhe técnico frequentemente ignorado é o resfriamento evaporativo. A transpiração consome energia (calor latente). Ao reduzir a g_s sob eCO₂, a planta perde sua capacidade de se resfriar.

Dado Prático: Em dias de ondas de calor, folhas sob eCO₂ podem estar de 1°C a 3°C mais quentes que folhas em condições normais. Em culturas sensíveis, isso pode levar ao abortamento de flores e redução da viabilidade do pólen, mesmo que haja água disponível no solo.

Manejo Agronômico

Irrigação: O eCO₂ pode reduzir a necessidade de irrigação em climas temperados, mas em climas tropicais, o aumento do VPD e da temperatura foliar pode exigir mais água para manter o resfriamento térmico.

Melhoramento de plantas: O foco atual está em selecionar cultivares que mantenham a estabilidade da membrana celular e a atividade da Rubisco mesmo sob as altas temperaturas foliares causadas pelo fechamento estomático.