EL AGUA EN LA PLANTA

4. Movimiento de agua en el xilema, la raíz y el suelo.

¿Qué ocurre en las células de las hojas durante la transpiración?

Radio de curvatura Presión hidrostática (micrómetros) (Mpa)__________________________________

0,01 -15 0,5 -0,3 0,05 -3______________________________________

Retención del agua en las paredes celulares.

aire

1) Evaporación desde la capa de agua que baña las paredes.

2) El potencial mátrico en las paredes se hace más negativo.

3) Por cohesión entre moléculas de agua se transmite la tensión a toda la columna de agua.

La tensión se transmite al xilema

MOVIMIENTO DE AGUA EN EL XILEMA

Flujo masal• La fuerza motriz es el gradiente de presión entre dos puntos.• Es mayor si el radio del tubo es mayor• Es menor si el agua es más viscosa (bajas temperaturas)• Ecuación de Poiseullie.

• Es el mecanismo predominante en el transporte de agua a larga distancia.

El agua se mueve por:-Difusión en fase vapor-Difusión en fase líquida-Mezclado turbulento-Flujo masal

MOVIMIENTO DE AGUA EN EL XILEMA

Flujo masal.

Pared de célula del xilema

Célula del xilema

Molécula de agua

Adhesión

Cohesión

Ecuación de Hagen-Poiseuille para el movimiento de líquido en un capilar:

VELOCIDAD

r es el radio, Δp es la caída de presión entre los dos extremos, η es la viscosidad dinámica L la longitud característica a lo largo del eje z.

Vasos xilemáticos de arabidopsis

Xilema de una gimnosperma

VasosTraqueidas

Las velocidades máximas del flujo xilemático en árboles suelen estar entre 0,2 y 1,7 mm por segundo

Sonda de presión, permite medir el estado hídrico en células individuales

En árboles se necesitaría una tensión de alrededor de -0,02 Mpa por metro de altura para lograr que el agua suba

Cuando la columna de agua está sometida a tensiones muy altas pueden formarse burbujas de aire en el xilema

Cavitación: ruptura de la continuidad de la columna de agua. Embolia: formación de burbujas de aire.

-9 grados centígrados durante la noche

Al congelarse el agua en el xilema se separa el aire y causa embolia

Puntuaduras de Betula nigra

Puntuaduras con torus en la traqueida de una gimnosperma

Las puntuaduras permiten el pasaje de agua y no del aire, evitando que la burbuja se expanda y permitiendo que el agua siga circulando

MOVIMIENTO DEL AGUA EN LA RAÍZ

Absorción de agua por la raíz

Zona de máxima absorción de agua por la raíz

MOVIMIENTO DEL AGUA EN EL SUELO

SUELO SATURADO: POROS LLENOS DE AGUA

Agua retenida por capilaridad entre partículas

Agua retenida por adsorción alrededor de las partículas

Poros con aire, agua removida por gravedad

Agua retenida fuertemente, no disponible para las plantas

A medida que el suelo se seca el agua queda más fuertemente retenida

0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5-2.0

-1.5

-1.0

-0.5

0.0

Contenido hídrico del suelo (g / g)

Po

ten

cial

ag

ua

del

su

elo

(M

Pa)

A medida que el suelo se seca el agua queda más fuertemente retenida: curva de retención hídrica

Capacidad de campo: agua retenida luego del drenaje.-0.03 MPa

Punto de marchitez permanente: Rango en el que la planta llega a marchitez irreversible y no puede absorber más agua. Ejemplo: -1.5 MPa

0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5-2.0

-1.5

-1.0

-0.5

0.0Suelo arenosoSuelo Franco arcillosoSuelo arcilloso

Contenido hídrico del suelo (g / g)

Po

ten

cial

ag

ua

del

su

elo

(M

Pa)

La curva de retención hídrica depende de la textura

Arena: 20 a 2000 µmLimo: 2 a 20 µmArcilla: <2 µm

0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5-2.0

-1.5

-1.0

-0.5

0.0Suelo arenosoSuelo Franco arcillosoSuelo arcilloso

AGUA DISPONIBLE

Contenido hídrico del suelo (g / g)

Po

ten

cial

ag

ua

del

su

elo

(M

Pa)

CURVA DE RETENCIÓN HÍDRICA

Movimiento de agua en el suelo

Flujo masal =

Conductividad hidráulica x gradiente de presión

(La entrada al simplasto es por difusión y puede estar afectada por la salinidad del suelo)

Agua retenida por capilaridad entre partículas

Agua retenida por adsorción alrededor de las partículas

Poros con aire, agua removida por gravedad

Agua retenida fuertemente, no disponible para las plantas

El gradiente de presión disminuye con la caída en el contenido hídrico o potencial agua

La conductividad hidráulica del suelo disminuye fuertemente con la caída en el contenido hídrico o potencial agua

(-)

Arena: poros más grandes, mayor ruptura de la continuidad del hilo de agua

1 2 3 4Distancia desde el eje de la raíz (cm)

Pot

enci

al a

gua

del s

uelo

(MP

a)-0,5 MPa)

-1,5 MPa

En suelos secos el potencial agua cae más marcadamente cerca de la raíz

La capacidad de absorción de agua por la planta depende de la dimensión y distribución de su sistema radical

Efectos de la edad

(algodón)

Arquitectura

Smilacina stellata

SombraSol

Efectos del ambiente

¿La disponibilidad de agua en el suelo condiciona el desarrollo de raíces laterales nuevas o elongación de las existentes hacia sitios con mas agua (hidrotropismo)?

Efecto del manejo: Piso de arado

PRESIÓN POSITIVA EN EL XILEMA

Generación de presiones positivas en el xilema de la raíz

Condiciones: -Transpiración muy baja o nula-Alta temperatura en el suelo-Disponibilidad de nutrientes en el suelo

Proceso:-Se absorben nutrientes minerales del suelo-Baja el potencial osmótico en el xilema-Entra agua al xilema y genera presión positiva.

Gutación: Consecuencia de la presión positiva en la raíz

Condiciones: muy baja transpiración, alta absorción de iones