absorcion de agua
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Tema 4. Mecanismos de Absorción de
agua en las plantas
Ingº Agrº MSc María Elena Arboleda
• Permanentemente hay en la planta un movimiento ascendente de agua.
• El movimiento del agua en la planta es un Flujo Másico ocurre por las diferencias de potencial hídrico
• La absorción de agua consiste en su desplazamiento desde el suelo hasta la raíz, y es la primera etapa del flujo hídrico en el sistema continuo suelo-planta-atmósfera.
Agua en las plantas
MECANISMOS DE ABSORCIÓN DE AGUA
PASIVO: Transpiración Teoría de la cohesión T.Coheso-tenso-transpiratoria
• ACTIVO: Osmótico, quimiosmótico Presión Radical
Mecanismo pasivo Teoría de la Tensión-Cohesión
• Fuerza Motriz: Transpiración– Diferencia de Presión de Vapor: hoja-Atmósfera
• Cohesión en el xilema– Columnas de agua en el xilema estan sometidas a tensión
• Absorción de Agua del suelo– La tensión es transmitida a la raíz y por diferencias de potencial
hídrico ocurre la absorción
No requiere de energía metabólica: el flujo de agua se debe a la tensión que genera la transpiración.
MECANISMO PASIVO (TRANSPIRACION)
Teoria Coheso-Tenso-Transpiratoria
Contínuo Suelo- Planta- AtmósferaLa Velocidad del transporte de agua a través del continuo S-P-A:
Evaporación desde los espacios aéreos intercelulares a la atmósfera
Transporte dentro del xilema (tallos y venas foliares)
Transporte a través de las raíces
Transporte en el suelo
Evaporación a través de los estomas
Conducción hacia arriba por el xilema
Entrada por los pelos radicales
MECANISMO PASIVO Absorción de agua en el suelo por el
Sistema Radical
Raiz: Vías de movimiento del agua
- APOPLASTICA
- SIMPLASTICA:
TRANSMEMBRANA ACUAPORINAS
Raíz: Vías de movimiento del agua
Raíz: Vías de movimiento del agua
Proteínas transportadoras de agua= Acuaporinas, forman canales de agua
No regulan la dirección de flujo Incrementan la permeabilidad de las membranas celulares
Raíz: Vías de movimiento del agua:
ACUAPORINAS
Mecanismo pasivo: transporte a través de
Tallo y Hojas
Tallo: - A través del xilema: Afectado por el Diámetro y
longitud de vasos y traqueidas determinan flujo- Se puede presentar cavitación por tensión
(déficit hídrico)Hojas• Afectado por resistencias a la transpiración.• Deben mantener Ψ suficientemente bajo (por
evaporación del agua en las paredes del mesófilo)
• Movimiento del agua del xilema a las células del mesófilo (ósmosis)
Cavitación
MECANISMO ACTIVO U OSMOTICO
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 RadicalDado que los tejidos vasculares en la raíz están rodeados por la endodermis, los iones no tienden a salir del xilema.
Cuando cesa la transpiración los iones arrastrados se acumulan en el apoplastodel cilindro central de las raíces: Implica menor Ψ y consiguiente entrada de agua :Se Genera una Presión Positiva o Presión Radical
La acumulación de iones en el interior de la raíz puede implicar consumo de ATP: proceso activo
Mecanismo activo
MANIFESTACIONES:
GUTACIÓN
EXUDACIÓN
Mecanismo activo
Ocurre en condiciones de suelos bien húmedos y tasas de transpiración bajas:
Se generan presiones positivas en la raíz que impulsan el agua a a salir
(A)
Demostración de la presión radical en una raíz cortada conectada a un tubo conteniendo agua y mercurio.
(A) Aspecto al iniciar la experiencia.
La presión radicalLa presión radical
Agua
Mercurio
Raíz
(B)
(B) Tras un período de tiempo, el agua absorbida por la raíz empuja la columna de mercurio hacia arriba.
MECANISMO ACTIVO
• No se presenta en todas las especies vegetales
• Valores de presión positiva muy bajos (0,1- 0,5 MPa) para árboles de mas de 50 m de altura
• Se presenta con perioricidad
• No ocurre si la transpiración es activa, ya que las columnas de agua en el xilema en esta caso están sometidas a tensión
MECANISMOS PASIVO y ACTIVO
En Común• Transporte de agua líquida en sentido acrópeto a
través del xilema
• Movimiento del agua se debe a las diferencias de potencial hídrico establecidas
• Tanto la gutación como la transpiración implican pérdida de agua por las hojas: en forma líquida o vapor (por mecanismos diferentes)
REQUERIMIENTOS DE CONDICIONES AMBIENTALES ATMOSFERICAS
MECANISMO PASIVO(TRANSPIRACIÓN)
MECANISMO ACTIVO
(PRESION RADICAL)
TEMPERATURA ALTAS BAJASEstomas cerrados,
mayor HR, menor GPV
LUZ ALTA INTENSIDAD BAJA INTENSIDADEstomas cerrados,
menor GPV
HR BAJAMayor GPV
ALTAMenor GPV
GPV= gradiente de potencial de vapor
REQUERIMIENTOS DE CONDICIONES INHERENTES A PLANTA EN EL PROCESO DE
ABSORCIÓN DE AGUA
MECANISMO PASIVO(TRANSPIRACIÓN)
MECANISMO ACTIVO(PRESION RADICAL)
ESPECIE VEGETAL TODAS LAS ESPECIES ALGUNAS ESPECIES
SISTEMA RADICAL INDISPENSABLE
INDISPENSABLEUN BUEN
DESARROLLOCELULAS CORTICALES
VIVAS, SANAS
SUPERFICIE EVAPORANTE
INDISPENSABLE NO INDISPENSABLE
DIFERENCIAS ENTRE LOS MECANISMOS DE ABSORCIÓN DE AGUA
MECANISMO PASIVO(TRANSPIRACIÓN)
MECANISMO ACTIVO(PRESION RADICAL)
GRADIENTE DE POTENCIAL HIDRICO
GRADIENTE DE POTENCIAL DE VAPOR
ACUMULACIÓN DE ELEMENTOS MINERALES
CONDICIONES AMBIENTALES
Alta Luminosidad y Temperatura, Baja HR
Baja luminosidad y temperatura, alta HR
ESTOMAS ABIERTOS CERRADOS
SUPERFICIE EVAPÓRANTE
INDISPENSABLE NO INDISPENSABLE
SISTEMA RADICAL INDISPENSABLE INDISPENSABLE
ESPECIE VEGETAL TODAS ALGUNAS
CONDICIONES QUE AFECTAN LOS PROCESOS DE ABSORCIÓN DE AGUA
1. Disponibilidad de agua en el suelo
AGUA EN EL SUELO• CAPACIDAD DE CAMPO (CC): contenido de agua que queda en
el suelo luego de ser saturado con agua (riego, precipitación) y haber drenado libremente perdiendo el agua gravitacional
• PUNTO DE MARCHITES PERMANENTE (PMP): contenido de agua donde el potencial hídrico edáfico es tan negativo que las plantas no recuperan su turgidez, aun cuando el proceso de transpiración haya cesado (o se colocan en cámara húmeda)
Ingº Agrº MSc María Elena Arboleda
Disponibilidad de DE AGUA en el SUELODepende de:
1.a. Temperatura del sueloAfecta:Energía cinética del aguaViscosidad del aguaPermeabilidad de las membranas Respiración Cortical (ATP, crecimiento) Crecimiento de raíces
1.b. Aireación del sueloDeficiencia de O2 Afecta:Crecimiento Sistema Radical Permeabilidad de las membranas Respiración (crecimiento y
producción de ATP)
Disponibilidad de DE AGUA en el SUELODepende de:
1.c. Composición y concentración de la solución del suelo
Afecta:Potencial hídrico
del suelo de agua
Disponibilidad de DE AGUA en el SUELODepende de:
CONDICIONES QUE AFECTAN LOS PROCESOS DE ABSORCIÓN DE AGUA
2. Eficiencia de la raícesDepende de: Crecimiento Radical (Extensión) PermeabilidadResistencia al flujo de aguaCapacidad de Absorción y
acumulación de elementos minerales
CONDICIONES QUE AFECTAN LOS PROCESOS DE ABSORCIÓN DE AGUA
3. Existencias de FUERZAS IMPULSORAS DEL MOVIMIENTO DEL AGUA (Gradiente de Potencial Hídrico)
3.a Transpiración (mecanismo pasivo) : Gradiente de PV
3.b Presión Radical (mecanismo activo): Concentración de solutos
• EJEMPLOS
CONDICIONES QUE AFECTAN LOS PROCESOS DE ABSORCIÓN DE
AGUA
Efecto de la temperatura del suelo en la transpiración
+ Azide: inhibidor de la respiración
Control: sin inhibidor
Efecto de la presión radical en el volumen de exudados
Efecto del anegamiento del suelo en la absorción
Duración del anegamiento
Transpiración y Absorción de Agua:Balance Hídrico
• La absorción de agua sigue a la transpiración
• La transpiración provoca déficit hídrico: mayor en la mañana y menor en la tarde: ritmo diario de Ψ en la planta
• Un balance de agua negativo provoca disminución del crecimiento de la planta
RELACION ENTRE Transpiración y Absorción (BALANCE HIDRICO)
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