Tema 4. Mecanismos de Absorcin de agua en las plantasIng Agr MSc Mara Elena Arboleda

Permanentemente hay en la planta un movimiento ascendente de agua.

El movimiento del agua en la planta es un Flujo Msico ocurre por las diferencias de potencial hdrico

La absorcin de agua consiste en su desplazamiento desde el suelo hasta la raz, y es la primera etapa del flujo hdrico en el sistema continuo suelo-planta-atmsfera.

Agua en las plantas

MECANISMOS DE ABSORCIN DE AGUAPASIVO: Transpiracin Teora de la cohesin T.Coheso-tenso-transpiratoria

ACTIVO: Osmtico, quimiosmtico Presin Radical

Mecanismo pasivo Teora de la Tensin-Cohesin

Fuerza Motriz: TranspiracinDiferencia de Presin de Vapor: hoja-AtmsferaCohesin en el xilemaColumnas de agua en el xilema estan sometidas a tensinAbsorcin de Agua del sueloLa tensin es transmitida a la raz y por diferencias de potencial hdrico ocurre la absorcin

No requiere de energa metablica: el flujo de agua se debe a la tensin que genera la transpiracin.

MECANISMO PASIVO (TRANSPIRACION)

Teoria Coheso-Tenso-Transpiratoria

Contnuo Suelo- Planta- AtmsferaLa Velocidad del transporte de agua a travs del continuo S-P-A: Evaporacin desde los espacios areos intercelulares a la atmsfera Transporte dentro del xilema (tallos y venas foliares)

Transporte a travs de las racesTransporte en el suelo Evaporacin a travs de los estomas

Conduccin hacia arriba por el xilema

Entrada por los pelos radicales

MECANISMO PASIVO Absorcin de agua en el suelo por el Sistema Radical

Raiz: Vas de movimiento del agua APOPLASTICA SIMPLASTICA: TRANSMEMBRANA ACUAPORINAS

Raz: Vas de movimiento del agua

Raz: Vas de movimiento del agua

Raz: Vas de movimiento del agua: ACUAPORINAS Protenas transportadoras de agua= Acuaporinas, forman canales de agua No regulan la direccin de flujo Incrementan la permeabilidad de las membranas celulares

Mecanismo pasivo: transporte a travs de Tallo y HojasTallo: - A travs del xilema: Afectado por el Dimetro y longitud de vasos y traqueidas determinan flujo- Se puede presentar cavitacin por tensin (dficit hdrico)HojasAfectado por resistencias a la transpiracin.Deben mantener suficientemente bajo (por evaporacin del agua en las paredes del mesfilo)Movimiento del agua del xilema a las clulas del mesfilo (smosis)

Cavitacin

MECANISMO ACTIVO U OSMOTICO

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

Presin RadicalDado que los tejidos vasculares en la raz estn rodeados por la endodermis, los iones no tienden a salir del xilema. Cuando cesa la transpiracin los iones arrastrados se acumulan en el apoplastodel cilindro central de las races: Implica menor y consiguiente entrada de agua :Se Genera una Presin Positiva o Presin Radical

La acumulacin de iones en el interior de la raz puede implicar consumo de ATP: proceso activo

Mecanismo activoMANIFESTACIONES:

GUTACIN

EXUDACIN

Mecanismo activoOcurre en condiciones de suelos bien hmedos y tasas de transpiracin bajas:Se generan presiones positivas en la raz que impulsan el agua a a salir

(A)Demostracin de la presin radical en una raz cortada conectada a un tubo conteniendo agua y mercurio.

(A) Aspecto al iniciar la experiencia. La presin radicalAguaMercurioRaz(B)(B) Tras un perodo de tiempo, el agua absorbida por la raz empuja la columna de mercurio hacia arriba.

MECANISMO ACTIVONo se presenta en todas las especies vegetalesValores de presin positiva muy bajos (0,1- 0,5 MPa) para rboles de mas de 50 m de alturaSe presenta con perioricidadNo ocurre si la transpiracin es activa, ya que las columnas de agua en el xilema en esta caso estn sometidas a tensin

MECANISMOS PASIVO y ACTIVOEn ComnTransporte de agua lquida en sentido acrpeto a travs del xilema

Movimiento del agua se debe a las diferencias de potencial hdrico establecidas

Tanto la gutacin como la transpiracin implican prdida de agua por las hojas: en forma lquida o vapor (por mecanismos diferentes)

REQUERIMIENTOS DE CONDICIONES AMBIENTALES ATMOSFERICASGPV= gradiente de potencial de vapor

REQUERIMIENTOS DE CONDICIONES INHERENTES A PLANTA EN EL PROCESO DE ABSORCIN DE AGUA

DIFERENCIAS ENTRE LOS MECANISMOS DE ABSORCIN DE AGUA

CONDICIONES QUE AFECTAN LOS PROCESOS DE ABSORCIN DE AGUA1. Disponibilidad de agua en el suelo

AGUA EN EL SUELOCAPACIDAD DE CAMPO (CC): contenido de agua que queda en el suelo luego de ser saturado con agua (riego, precipitacin) y haber drenado libremente perdiendo el agua gravitacional

PUNTO DE MARCHITES PERMANENTE (PMP): contenido de agua donde el potencial hdrico edfico es tan negativo que las plantas no recuperan su turgidez, aun cuando el proceso de transpiracin haya cesado (o se colocan en cmara hmeda)Ing Agr MSc Mara Elena Arboleda

Disponibilidad de DE AGUA en el SUELODepende de:1.a. Temperatura del sueloAfecta:Energa cintica del aguaViscosidad del aguaPermeabilidad de las membranas Respiracin Cortical (ATP, crecimiento) Crecimiento de races

Disponibilidad de DE AGUA en el SUELODepende de:

1.b. Aireacin del sueloDeficiencia de O2 Afecta:Crecimiento Sistema Radical Permeabilidad de las membranas Respiracin (crecimiento y produccin de ATP)

Disponibilidad de DE AGUA en el SUELODepende de:1.c. Composicin y concentracin de la solucin del sueloAfecta:Potencial hdrico del suelo de agua

CONDICIONES QUE AFECTAN LOS PROCESOS DE ABSORCIN DE AGUA2. Eficiencia de la racesDepende de: Crecimiento Radical (Extensin) PermeabilidadResistencia al flujo de aguaCapacidad de Absorcin y acumulacin de elementos minerales

CONDICIONES QUE AFECTAN LOS PROCESOS DE ABSORCIN DE AGUA3. Existencias de FUERZAS IMPULSORAS DEL MOVIMIENTO DEL AGUA (Gradiente de Potencial Hdrico)

3.a Transpiracin (mecanismo pasivo) : Gradiente de PV

3.b Presin Radical (mecanismo activo): Concentracin de solutos

CONDICIONES QUE AFECTAN LOS PROCESOS DE ABSORCIN DE AGUA

EJEMPLOS

Efecto de la temperatura del suelo en la transpiracin

Efecto de la presin radical en el volumen de exudados+ Azide: inhibidor de la respiracinControl: sin inhibidor

Efecto del anegamiento del suelo en la absorcin Duracin del anegamiento

Transpiracin y Absorcin de Agua:Balance HdricoLa absorcin de agua sigue a la transpiracin

La transpiracin provoca dficit hdrico: mayor en la maana y menor en la tarde: ritmo diario de en la planta

Un balance de agua negativo provoca disminucin del crecimiento de la planta

RELACION ENTRE Transpiracin y Absorcin (BALANCE HIDRICO)