UNIVERSIDAD  NACIONAL  DE  TURJILLO    

FISIOLOGÍA  VEGETAL  

Prof.  Mercedes  E.  Chaman  Medina  Abril  -­‐  2014  

El  agua  en  condiciones  de  campo  

Importancia:  •  El  agua  y  el  estado  hídrico  de  la  planta.  •  El  agua  en  el  metabolismo  vegetal.    •  Por  cada  gramo  de  materia  orgánica  producida  por  la  planta,  las  raíces  absorben  aproximadamente  500  g  de  agua.    

Planta  debe  mantener  equilibrio  entre  agua  absorbida  y  perdida  

Agua  –  suelo  -­‐  planta  

El  agua  en  el  suelo  

Depende  de:  

                                         Tipo  y  estructura  del  suelo.  

Suelo:  Mezcla  de:  -­‐  parQculas  (arena,  limo,  arcilla,  material  orgánico).  

                                                   -­‐  agua  

                                                   -­‐  solutos  

                                                   -­‐  aire      

Proporción  media  ideal  en  un  suelo  de  mayor  calidad  

El  Agua  en  el  Suelo  

•  El  contenido  de  agua  y  su  tasa  de  movimiento  en  los  suelos  depende  del  Xpo  del  suelo  y  la  estructura  del  suelo.  

•  Suelos  arenosos  Xenen  bajas  áreas  superficiales  por  gramo  de  suelo  y  Xenen  muchos  espacios  aéreos  entre  parQculas.    

•  Suelos   arcillosos   Xenen  mayores   áreas   superficiales   y  muy  pocos  espacios  aéreos  entre  parQculas.    

El  agua  en  el  suelo  

Agua  es  adsorbida  por  superficie  parQculas  de  suelo  

Capacidad  de  campo  

§ Agua  gravitacional.  § Agua  capilar.  § Agua  higroscópica.  § Agua  combinada.  

Capacidad  de  campo  

El  potencial  hídrico  del  suelo  

Potencial  osmóXco,  (concentración  de  solutos  es  bajo):  -­‐0,02  Mpa.    

Puede  ser  -­‐0,2  Mpa  o  menores,  en  suelos  salinos  

Presión  hidrostáXca  (Ψp):  en  suelos  mojados  es  cerca  a  0.  En  suelos  secos,  se  hace  negaIvo    

El  potencial  hídrico  en  los  suelos  

Agotamiento  de  agua  cerca  a  raíces,  disminuye  el  Ψp,  se  establece  un  gradiente  de  presión.          

Tasa  de  flujo  del  agua  en  suelo  depende:  -­‐  gradiente  de  presión  -­‐  conducXbilidad  hidráulica  (es  una  medida  de  la  facilidad  con          que  el  agua  se  mueve  en  el  suelo).  

 

ConducXbilidad  hidráulica  en  suelos  arenosos  mayor  que  en  arcillosos.  

El  agua  en  el  suelo  se  mueve  por  flujo  en  masa,  dirigido  por  gradiente  de  presión.  

 

 ¿Como  el  agua  se  desplaza  en  el  suelo?    

   

Absorción  del  agua  por  las  plantas      

Órganos  de  absorción  

 La  raíz  como  principal  sistema  absorbente  

Sistema  radical  adecuadamente  regada  de  dicoXledoneas:  remolacha  azucarera  de  5  meses  de  crecimiento  y  alfalfa  de  2  años.  

Sistema  radical  fibroso  de  trigo  

Raíz  de  trigo  (3  meses  de  edad).    A:  creciendo  en  suelo  seco.  B:  creciendo  en  suelo  regado.  

     A            B  

Zonas  de  absorción  de  agua  

¿Cómo  las  raíces  absorben  el  agua?  

Máxima  entrada    

RelaXvamente  impermeable  

Entrada  lenta  

Rápida  (MF)  

Lenta  (PX)  

Mecanismos  de  absorción  del  agua.      

PASIVO:    Transpiración                                        Teoría  de  la  cohesión                                            T.Coheso-­‐tenso-­‐transpiratoria  

 

 No   requiere   de   energía  metabólica:   el   flujo   de  agua   se   debe   a   la   tensión   que   genera   la  transpiración.  

Mecanismos  de  absorción  de  agua  

ACTIVO:  OsmóXco,  quimiosmóXco                                  Presión  Radical  

Si el sistema radical se mantiene en condiciones aeróbicos, buen suministro de agua y nutrientes, se puede observar al cortar una planta en la base del tallo la secreción de agua. Esta agua es impulsada por una fuerza originada en la raíz: Presión Radical  

Presión  radical  Tensión  que  ocurre  en  el  interior  de  la  raíz  de  la  planta.  Agua  ingresa  a  raíz  al  aumentar  solutos  en  el  xilema.  Implica  menor  Ψ  y  consiguiente  entrada  de  agua  :  Se  Genera  una  Presión  Posi.va  o  Presión  Radical.    Se  manifiesta  en  suelos  muy  húmedos  y  transpiración  baja  o  nula.  

Los   tejidos   vasculares  e n   l a   r a í z   e s t á n  r o d e a d o s   p o r   l a  endodermis,   los   iones  no   Ienden   a   salir   del  xilema.  

Presión  radical  (A)  

La  acumulación  de  iones  en  el  interior  de  la  raíz  puede  implicar  consumo  de  ATP:  proceso  acXvo  

Absorción  de  agua  por  raíces  Vías  

Representación  esquemáXca  de  las  tres  vías  involucradas  en  el  transporte  de  agua  a  través  de  tejidos    

TRES  VIAS  COEXISTEN  PARA  EL  TRANSPORTE  DE  AGUA  A  TRAVES  DE  LOS  TEJIDOS  DE  LAS  RAICES:  Vía  apoplásXca:  a  través  de  las  paredes  celulares.  Vía  simplásXca:  de  célula  a  célula,  por  el  simplasma  a  través  de  los    

 plasmodesmos.  Vía  transcelular:  a  través  de  las  membranas.  Acuaporinas.  

Marchitez  de  la  planta  

Ø   Incipiente  Ø   Temporal  Ø   Permanente    

Marchitamiento  Xpos:    

Pérdida  de  turgencia  

Agua      

Punto  de  marchitez  permanente    

%  de  marchitez  permanente   Agua  disponible  

Valores  medios  considerando  proporción  normal  y  homogénea  de  materia  orgánica    

Factores  que  afectan  la  absorción  de  agua  

•  Disponibilidad  de  agua  en  suelo.      Temperatura  del  suelo.      Aireación  del  suelo.      Concentración  de  la  solución  del  suelo.  

 De  la  planta:  •  Eficiencia  del  sistema  radical.  •  Transpiración.    

Ambientales:  

Disponibilidad  de  DE  AGUA  en  el  SUELO  Depende  de:  

1.  Temperatura  del  suelo          Afecta:  

ü Energía  cinéXca  del  agua  ü Viscosidad  del  agua  ü Permeabilidad  de  las  membranas  ü   Respiración  CorXcal  (ATP,  crecimiento)  ü   Crecimiento  de  raíces  

 

2.  Aireación  del  suelo            Deficiencia  de  O2  Afecta:  ü Crecimiento  Sistema  Radical  ü   Permeabilidad  de  las  membranas  ü   Respiración  (crecimiento  y  producción  de  ATP)  

 

3.  Composición  y  concentración  de  la  solución  del  suelo    Afecta:  

ü Potencial  hídrico  del  suelo  de  agua.  

CONDICIONES  QUE  AFECTAN  LOS  PROCESOS  DE  ABSORCIÓN  DE  AGUA  

Eficiencia  de  la  raíces  Depende  de:    ü   Crecimiento  Radical  (Extensión)  ü   Permeabilidad  ü Resistencia  al  flujo  de  agua  ü Capacidad  de  Absorción  y  acumulación  de  elementos  minerales.  

CONDICIONES  QUE  AFECTAN  LOS  PROCESOS  DE  ABSORCIÓN  DE  AGUA  

     Existencia  de  FUERZAS  IMPULSORAS  DEL  MOVIMIENTO  DEL  AGUA  (Gradiente  de  Potencial  Hídrico)  

 a. Transpiración (mecanismo pasivo) :

Gradiente de PV b. Presión Radical (mecanismo activo):

Concentración de solutos

Recorrido  del  agua  en  las  plantas.  

Xilema,  vía  eficiente,  de  baja  resistencia  al  movimiento  del  agua.  

Transporte  del  agua  por  xilema  

Movimiento  del  agua  en  el  xilema  

Cavitación  bloquea  el  movimiento  de  agua  

PROXIMA  CLASE  PERDIDA  DE  AGUA  POR  LAS  PLANTAS