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Tema 2- Relaciones hídricas:
3. Absorción y movimiento del agua
Curso 2012-
HR= 80%
-30,
-3,
-0,
-0,
Ψ= 0 Agua pura
En la mayoría de las plantas el agua se libera continuamente a la atmósfera y se incorpora desde el suelo. Se puede considerar el sistema suelo-planta- atmósfera como un continuo hídrico, que conecta el agua del suelo con el vapor de agua de la atmósfera.
Camino seguido por el agua desde el suelo a la atmósfera a través de la planta
3. ABSORCIÓN Y MOVIMIENTO DEL AGUA
20º C
1. El suelo
Es la parte más superficial de la corteza terrestre capaz de sostener la vida vegetal.
Funciones para la planta:
- lugar de almacenamiento de agua,
- depósito de nutrientes minerales y
- fijación del vegetal.
La aireación afecta a los seres vivos que viven en el suelo: en suelos bien aireados el NH 4 + puede ser oxidado a NO 2 -^ y a NO 3 - (nitrificación).
Ciclo del nitrógeno
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3. Absorción y movimiento del agua
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1.1. Textura del suelo La textura es la proporción relativa (porcentaje en peso) de arena, limo y arcilla que posee un suelo. Un suelo franco o margoso : contiene una mezcla de arena, limo y arcilla en proporción equilibrada.
Fracción Diámetro de la partícula (μm)
Arena 2.000- Limo 20-
Arcilla <
Clasificación físico-mecánica del suelo
1μm 1000 μm
1000 μm 1000 μm
Las partículas de dimensiones coloidales tienen mayores áreas superficiales por unidad de masa
Arena Arcilla
En suelos de climas templados y fríos predominan los coloides electronegativos (tamaño ≤ 1 μm).
1.2. Elementos minerales en el suelo para la planta
Se encuentran en forma:
1. No asimilable
2. Asimilable
a. Intercambiables (adsorbido a los coloidales del suelo)
b. Solubles o en disolución
Aniones permanecen en la fase
acuosa del suelo, donde son susceptible de ser “filtrados” al moverse a través del suelo.
Intercambio cationico:
sustitución de los cationes
minerales adsorbidos sobre la
superficie de las partículas del
suelo por otros cationes.
Principio de intercambio catiónico en la superficie de una partícula del suelo. Ej. desplazamiento de Ca2+^ por K+
Cationes que permanecen en los
coloides pueden ser sustituidos, intercambio catiónico, por otros procedentes de la solución del suelo y/o planta.
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3. Absorción y movimiento del agua
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Diagrama simplificado de una raíz principal
Zonameristemática o de divisióncelular
Zona demaduración o pilífera
Protege al meristema apical. Células segregan mucílago: lubrica el suelo alrededor del extremo de la raíz.
Incluye el meristema apical de la raíz y sus derivados. Produce nuevas células.
Las células radicales se alargan.
Las células completan su diferenciación y alcanzan la madurez funcional. Generalmente tiene pelos radicales.
2.1. Crecimiento primario de las raíces De abajo arriba
2. Absorción de agua por las raíces
Formación de raíces laterales o secundarias a partir del periciclo.
2.2. Absorción de agua por las raíces
Máxima en la zona de maduración o pilífera. Pelos radicales: Se forman de tricoblastos (células epidérmicas). Funciones:
- aumentar la superficie de absorción de la raíz, y
- facilitar el acceso a otras zonas del suelo.
Endodermis: capa más interna del córtex. Posee células sin espacios intercelulares y con bandas de Caspary. Banda de Caspary: porción, en forma de tira, suberificada en sus paredes. Función de barrera: impide la difusión del agua y solutos vía apoplasto.
En el camino hasta el xilema el agua y los nutrientes tienen que atravesar la endodermis.
2.3. Movimiento del agua en la raíz
A. Epidermis hasta endodermis: B. Endodermis-xilema Apoplástica Transporte de agua e iones Simplástica desde el simplasto al xilema (apoplasto)
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Movimiento del agua en la raíz
Ruta simplástica
2.4. Mecanismos de absorción de agua
a. Transpiración, es el mecanismo principal de la absorción de agua por la planta.
¿Cómo se traduce la pérdida de vapor en la hoja en una fuerza de atracción del agua hacia arriba en la planta? Al evaporarse el agua en las hojas se produce una disminución del ΨH2O de las células foliares que atrae agua de los conductos xilemáticos de hojas, pecíolos y tallos, en donde se encuentra a mayor ΨH2O.
Epidermis superior
Parénquima empalizada
Vaina del haz Traqueida Tubo criboso Parénquima lagunar Apoplasto Epidermis inferior Aire
1 2 3
4
5
1. ψψψψ traqueida > ψψψψ vaina 2. ψψψψ vaina > ψψψψ apoplasto 3. ψψψψ apoplasto > ψψψψ par. 4. ψψψψ par > ψψψψ apoplasto. 5. ψψψψ apoplastor > ψψψψ aire. ψψ ψψ aire.= -50 MPa
Tema 2- Relaciones hídricas:
3. Absorción y movimiento del agua
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Relación entre la raíz y el vástago
2.5. Factores que afectan a la absorción
Extensión y capacidad absorbente del sistema radical: al incrementar el
sistema radical mejora suministro de agua. Depende de factores genéticos
y ambientales.
Micorrizas: asociaciones simbióticas
entre hongos y raíces.
Relación entre la raíz y el vástago:
factores que reducen la fotosíntesis
(menos iluminación y superficie foliar)
también reducen el crecimiento de la
raíz.
Efecto del ambiente del suelo sobre el desarrollo de las raíces de plántulas de arce rojo. En un suelo encharcado (izquierda) y en un suelo seco (derecha)
3. Movimiento del agua a través del xilema
- Más cortos y anchos que las traqueidas.
- Paredes perforadas en sus extremos: placas perforadas.
- Forman vasos: se apilan unos sobre otros por los extremos perforados (longitud de cm a m). •Característicos de angiospermas.
3. 1. Xilema
Xilema: tejido complejo encargado del transporte de agua y nutrientes minerales.
A. células especializadas en la conducción Características: Células más o menos alargadas. Sin protoplastos, muertas en la madurez.
- Presentan resistencia relativamente pequeña al flujo de agua. Paredes lignificadas con poros o punteaduras.
- Los poros de las células adyacentes están normalmente alineados, lo que permite que el agua fluya. Tipos: Traqueidas
- Forma de huso.
- Disposición en filas verticales que se solapan.
- Características de angiospermas y gimnospermas. Elementos de los vasos
Tema 2- Relaciones hídricas:
3. Absorción y movimiento del agua
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B. Composición y velocidad del fluido
xilemático
Composición Solución: muy diluida de sustancias inorgánicas, ácidos orgánicos, aminoácidos, vitaminas, enzimas, hormonas, etc.
Velocidad
- Alta con respecto al floema.
- Vasos anchos en relación con estrechos
- Mayor conductividad (menor resistencia).
- Transportan más cantidad de agua.
- Mayor probabilidad de ruptura de la columna de agua: cavitación.
El agua y los solutos disueltos fluyen desde la raíz al vástago
A veces, en el xilema de las plantas que transpiran fuertemente, se puede producir la cavitación. Una vez iniciada la formación de burbujas (embolia), éstas se extienden rápidamente. El xilema, puede minimizar los efectos de la embolia así:
- El agua puede moverse lateralmente a través de los poros, evitando el conducto bloqueado.
Explica la ascensión de agua en el xilema
3.2. Teoría de la tensión-cohesión
a) La transpiración genera tensiones o presiones negativas en el apoplasto que tiran de la columna de agua. b) Debido a la continuidad de la columna de agua, la tensión se propaga hasta la raíz y. c) Favorece la absorción del agua del suelo.
