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Tema 4. Mecanismos de Absorción de agua en las plantas

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Tema 4. Mecanismos de Absorción de agua en las plantas. Ingº Agrº MSc María Elena Arboleda. Agua en las plantas. 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

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tema 4 mecanismos de absorci n de agua en las plantas

Tema 4. Mecanismos de Absorción de agua en las plantas

Ingº Agrº MSc María Elena Arboleda

slide2

Agua en las plantas

  • 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. 
mecanismos de absorci n de agua
MECANISMOS DE ABSORCIÓN DE AGUA

PASIVO: Transpiración

Teoría de la cohesión

T.Coheso-tenso-transpiratoria

  • ACTIVO: Osmótico, quimiosmótico

Presión Radical

mecanismo pasivo
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.

cont nuo suelo planta atm sfera
Contínuo Suelo- Planta- Atmósfera
  • La 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

raiz v as de movimiento del agua
Raiz: Vías de movimiento del agua
  • APOPLASTICA
  • SIMPLASTICA:
  • TRANSMEMBRANA ACUAPORINAS
ra z v as de movimiento del agua acuaporinas
Raíz: Vías de movimiento del agua: ACUAPORINAS
  • Proteínas transportadoras de agua=

Acuaporinas, forman canales de agua

  • No regulan la dirección de flujo
  • Incrementan la permeabilidad de las

membranas celulares

mecanismo pasivo transporte a trav s del tallo
Mecanismo pasivo: transporte a través del Tallo

- A través del xilema: Afectado por el Diámetro y longitud de vasos y traqueidas que determinan el flujo del agua

- Se puede presentar cavitación por tensión (déficit hídrico)

Cavitación

slide13

Mecanismo pasivo: transporte a través de las Hojas

Movimiento del agua del xilema a las células del mesófilo ocurre por ósmosis

Afectado por resistencias a la transpiración.

Deben mantener Ψ suficientemente bajo (por evaporación del agua en las paredes del mesófilo)

slide14

MECANISMO ACTIVO U OSMOTICOSi 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

presi n radical
Presión Radical

Dado 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 apoplasto

del 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
Mecanismo activo
  • MANIFESTACIONES:
  • GUTACIÓN
  • EXUDACIÓN
mecanismo activo17
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

slide18

La presión radical

(A)

(B)

Mercurio

Demostración de la presión radical en una raíz cortada conectada a un tubo conteniendo agua y mercurio.

(A) Aspecto al iniciar la experiencia.

Agua

(B) Tras unperíodo de tiempo, el agua absorbida por la raíz empuja la columna de mercurio hacia arriba.

Raíz

mecanismo activo19
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
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
REQUERIMIENTOS DE CONDICIONES AMBIENTALES ATMOSFERICAS

GPV= gradiente de potencial de vapor

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)
disponibilidad de de agua en el suelo depende de
Disponibilidad de DE AGUA en el SUELODepende de:

1.a. Temperatura del suelo

Que Afecta:

  • Energía cinética del agua
  • Viscosidad del agua
  • Permeabilidad de las membranas
  • Respiración Cortical (ATP, crecimiento)
  • Crecimiento de raíces
disponibilidad de de agua en el suelo depende de27
Disponibilidad de DE AGUA en el SUELODepende de:

1.b. Aireación del suelo

Deficiencia de O2 Afecta:

  • Crecimiento Sistema Radical
  • Permeabilidad de las membranas
  • Respiración (crecimiento y producción de ATP)
disponibilidad de de agua en el suelo depende de28
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
condiciones que afectan los procesos de absorci n de agua29
CONDICIONES QUE AFECTAN LOS PROCESOS DE ABSORCIÓN DE AGUA

2. Eficiencia de la raíces

Depende de:

  • Crecimiento Radical (Extensión)
  • Permeabilidad
  • Resistencia al flujo de agua
  • Capacidad de Absorción y acumulación de elementos minerales
condiciones que afectan los procesos de absorci n de agua30
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

efecto de la presi n radical en el volumen de exudados
Efecto de la presión radical en el volumen de exudados

+ Azide: inhibidor de la respiración

Control: sin inhibidor

transpiraci n y absorci n de agua balance h drico
Transpiración y Absorción de Agua:Balance Hídrico
  • La absorción de agua sigue a la transpiración
  • La transpiración provoca el déficit hídrico: mayor en la mañana y menor en la tarde: ritmo diario de variacion del Ψ en la planta
  • Un balance de agua negativo provoca disminución del crecimiento de la planta