Il movimento dell acqua nel suolo e nella pianta
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Il movimento dell’acqua nel suolo e nella pianta. - 30 atm. -0.8 foglia. MPa. -0.5 xilema. Potenziale idrico  w. -0.3 radice.  0 suolo. Componenti di Ψ w nel suolo Ψ w = Ψ s + Ψ p + ( Ψ g )

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Presentation Transcript

- 30 atm

-0.8 foglia

MPa

-0.5 xilema

Potenziale idrico w

-0.3 radice

0 suolo


  • Componenti di Ψw nel suolo

  • Ψw = Ψs + Ψp + (Ψg)

  • Eccetto che nei suoli salini, Ψs è piccolo (le soluzioni nel terreno sono molto diluite (1-10 mM))

  • Perciò il potenziale nel terreno è quasi tutto a carico della componente di pressione (Ψp) .


In un suolo ben irrigato, Ψp è circa zero.

Capacità di campo: acqua disponibile per le piante

= (Quantità massima – Quantità al punto di appassimento perm.)


Quando il suolo asciuga, si formano bolle d’aria e l’acqua si ritira

negli interstizi fra le (e all’interno delle) particelle del terreno/ residui di sostanza organica.


Tensione superficiale l’acqua si ritira

T = tensione superficiale

= forza/lunghezza [N/m]

= energia/area [J/m2]

T per H2O a 20 C = 0.078 J/m2

Energia necessaria a rompere i legami a idrogeno che sono pesi quando si muove acqua dalla massa della soluzione alla superficie per creare nuova interfaccia aria/acqua


r l’acqua si ritira

α

h

Capillari e tensione superficiale

Forza dovuta alla tensione superficiale

= lunghezza ∙ T = 2πrT cosα

Forza che si oppone

= πr2hρg (peso della colonna d’acqua)

πr2hρg = 2πrT cosα

Per l’aqua su superfici idrofile α=0, cosα =1

h = 2T/ rρg

Vale con acqua abbondante


acqua con detergente l’acqua si ritira

acqua pura

L’acqua risale nel capillare, ma il mercurio scende, perchè non aderisce al vetro

raggio risalita

2 m 0.007 mm

2 cm 0.7 mm

0.2 mm 70 mm

La risalita capillare visualizzata con una soluzione colorata

La presenza del detergente altera il valore della tensione superficiale dell’acqua

http://web.mit.edu/nnf/education/wettability/gravity.html


Dentro il tubo si sviluppa una pressione negativa l’acqua si ritira

Tensione nei capillari

Quando l’aqua scarseggia, nel capillare si instaura una tensione (pressione negativa) che trattiene l’acqua

-P∙πr2 = 2πrT cosα

P = -2πrT cosα/ πr2= - 2Tcosα/2r


Pressione negativa = tensione l’acqua si ritira

La resistenza alla trazione (tensile strength ) misura la tensione richiesta per tirare un materiale (corda, cavo, sbarra, fascio…) fino al punto di rottura. E’ una proprietà intensiva del materiale.

La resistenza alla trazione di un material è carico massimo a trazione (tensile stress) a cui può essere sottoposto prima che si rompa.

Misurata: da -5 a -30 MPa

Calcolata per via teorica considerando l’energia dei legami ad idrogeno: 140 MPa


l’acqua si ritira L’adesione dell’acqua alle particelle del terreno genera una TENSIONE (PRESSIONE NEGATIVA)


Il l’acqua si ritira Ψp negativo richiama acqua da altre zone del terreno più

bagnate in cui Ψp è circa zero.

Il movimento di acqua nel terreno arido avviene

per flusso di massa ed è guidato dalla differenza

di pressione.

In questo caso i valori di Ψw del terreno sono negativi e la

cellula radicale per assorbire acqua dal terreno dovrà avere

valori di Ψw inferiori.


Dalla terra al cielo
Dalla terra al cielo l’acqua si ritira


L’assorbimento avviene a livello della parte più giovane della radice

non ancora suberificata, ed è massimo a livello dei peli radicali


Sezione di apice radicale (banda del Caspary non ancora suberificata)

Sezione di radice (endoderma già differenziato)


L’acqua dal terreno nella radice per via simplastica e apoplastica

Al livello dell’endoderma la via apoplastica diventa per forza simplastica


Membrana plasmatica apoplastica

Membrana vacuolo

Parete

Plasmodesma

Apoplastica

Simplastica e transcellulare


A livello dell’endoderma l’acqua apoplasticadeve passare attraverso la membrana cellulare.

A livello dello xilema l’acqua deve passare di nuovo attraverso la membrana cellulare.


Un menisco e il suo effetto
Un menisco e il suo effetto apoplastica

Anche a livello del mesofillo i menischi sviluppano una tensione notevole

A livello subcellulare

A livello di tessuto/cellula


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