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Espacio curricular FISIOLOGIA VEGETAL

Factores que afectan la absorción del agua. La absorción vinculada a la transpiración. Relación suelo - planta -atmósfera. Presión radical y gutación. Transpiración. Mecanismo estomático. Factores que afectan la apertura y cierre de estomas. Factores que afectan la transpiración. Medición. Eficiencia hídrica. Significado de la transpiración en los vegetales y su importancia desde el punto de vista ecofisiológico.

Absorción de aguaUT 4 – 2da. parte

UT4 – Absorción de Agua FV_2010

Intercambio gaseoso (O2 y C02) más vapor de agua (transpiración)

Movimiento ascendente de Agua y solutos y descendentede savia

Secreción de sustancias metabólicas de las raíces, intercambio con coloides del suelo, absorción de nutrientes.

Absorción de aguaUT4 – Absorción de Agua FV_2010

El agua en el suelo y su disponibilidad para la planta

gpomsuelo ψψψψψ +++=1. Agua gravitacional2. Agua capilar3. Agua de imbibición o higroscópica4. Vapor de agua

El agua utilizable por las plantas es aquella que se encuentra retenida en las micelas del suelo con una fuerza entre 15 atm (C.M.P.) y 1/3 atm (C.C.).

Los suelos arcillosos retienen más agua que los arenosos, por lo cual los valores de C.M.P. y C.C. son distintos, si bienel C.M.P. varía con el tipo de planta.


El flujo transpiratorio. Transporte a larga distancia

Fuente: Montaldi, 1985UT4 – Absorción de Agua FV_2010

Esquema de una sección longitudinal y transversal de una raíz de cebolla. (Tomado de Moller, I.M. Membranas celulares y transporte, 1993).


Microfotografías ópticas de secciones de raíces de cebolla

(Tomado de Moller, I.M. Membranas celulares y transporte, 1993.)

Microfotografias mostrando la endodermis y la exodermis A) vista en campo claro de la zona 3 con la epidermis (ep), exodermis (ex), cortex ©, endodermis (en), silema (x) y floema (p). Las barras = 50 um. B) zona 2 teñida y vista bajo luz ultravioleta para visualizar lignina y suberina. Se aprecia la banda de Cáspari tanto en la endodermis como en la exodermis.


simplastica

apoplastica

Vías de entradas de agua y solutos en la raíz. Transporte a corta distancia


ABSORCION DE AGUA POR LAS RAICES- Presión radical- Gutación

Movimiento del agua en función de sus Q

Fuente: Azcon Bieto y Talón 2003


RaqRcRmRhRtRrRsFlujo airesuelo

+++++++−

=Re

ψψ

Las resistenciasal flujo del aguaen la planta y el suelo



Tensiones negativas en la columnade agua

Fuente: Azcon Bieto y Talón 2003UT4 – Absorción de Agua FV_2010

Potencial hídrico delsistema suelo-planta-atmósfera

Fuente: Azcon Bieto y Talón 2003UT4 – Absorción de Agua FV_2010

Transpiración* Concepto - Definición - Cu, Len., Est.

* Estructuras por donde se lleva a cabo el proceso: Los estomas

* Tipos, distribución y densidad

* Mecanismo de difusión

* Respuesta de los estomas a los factores ambientales

* Mecanismo de apertura y cierre

* Modelo de la teoría estomática

*La transpiración y los factores ambientales


Vista en planta y perfil de estomas

Dicotiledóneas

Monocotiledóneas


Estomas especialesCRIPTAS HIDÁTODOS


Tipos de estomas

Manzano

Cycas sp.

Banksia sp.

Estomas y cutícula de planta de algodón

Curso diario de la transpiración y evaporación y

estados probables de la apertura y cierre

de los estomas


Mecanismo de difusión a través de pequeños poros


DIFUSIÓN• La difusión tiene que ver con la permeabilidad del medio:

a menor resistencia del medio, mayor difusión (velocidad). La resistencia del medio tiene relación con la viscosidad del solvente

• LEY de FICK

dm: cantidad de sustancia movida por unidad de dtdt: tiempo (mol / seg)D: Coeficiente de Difusión, que varía según la sustancia difusora y el medio en

que lo hace (m2 / seg)A: área sobre el cual se está produciendo la difusión (m2)- : indica que la difusión se produce “cuesta abajo”, desde una alta concentración

hacia otra más bajadc: diferencia de concentración entre dos puntos. Es la FUERZA IMPULSORAdx: distancia sobre la cual se produce la difusión

dxdc*A*D

dtdm

−=


DIFUSIÓN

• LA VELOCIDAD DE DIFUSIÓN ES PROPORCIONAL AL GRADIENTE DE CONCENTRACIÓN E INVERSAMENTE PROPORCIONAL A LA DISTANCIA SOBRE LA CUAL SE PRODUCE

dxdc*A*D

dtdm −=


Factores que afectan la apertura y cierre de estomas


Mecanismo de apertura y cierre

Estoma abierto Estoma cerrado

K+ +++(200-400 :M)

Diferencia0,6 MPa

K+ +(100 :M)

Cl- ++ 40 % del K+ Cl- +

Malato-2 +++ Malato-2 +


Experimento para medir la respuesta a la apertura estomática

Tratamiento Aperturaestomática (:m)

Oscuridad control(Aire + CO2)

2,3

Oscuridad control(Aire - CO2)

4,1

Luz Blanca 15,3

DCMU (10-5 M) 13,2

KCN (5 x 10-5 M) 7,6


Efecto de la calidad de luz en la apertura de los estomas


Modelo hipotético de acción del fotorreceptor de la luzen las células guardas según E. Zeiger, 1985. (Blue Light andStomatal Function)


Apertura y cierre

estomática y algunos

probables mecanismos

control



Modelo de la teoría estomática (según Zeiger, 1988)

1. MOVIMIENTO ESTOMÁTICO

2. RECEPCIÓN DE UNA SEÑAL (LUZ por ej.)

3. FLUJOS DE IONES (K+, Cl-, Malato=)

4. Aumento del potencial osmótico(Qo) en células guardianas

5. MODIFICACION DEL POTENCIAL AGUA (Q)

6. CAMBIOS EN EL VOLUMEN CELULAR

7. CAMBIOS MECANICOS EN LA DIMENSION DE LOS POROS ESTOMÁTICOS

8. CAMBIOS EN LOS FLUJOS DE CO2 Y H2O


Cambios en el potencial hídrico de una hoja y del suelo a medidaque este se va secando.



TRANSPIRACION: Métodos basados en la porometría

• Los métodos más usados y de mejores resultados se basan en el BALANCE NULO que mide el estado estacionario de los estomas.

• El método se basa en usar la transpiración de la hoja. La conductividad estomática se ve afectada en modo ínfimo por la medición.


Métodos basado en la porometría

DPV = Densidad de vapor de agua en la hoja (100%) – Densidad de vapor de agua del aire

hoja la de Superficie *)Pr º( airedelaguadevapordeDensidadesiónyCTaireFlujoT =

vapor) de presión (déficit DPViónTranspiracestomática dadConductivi =

[ ] [ ]hoja la de Superficie

cubetasaleairedeFlujocubetaentraaireFlujonAsimilació COCO 22 −=

Transpiración: mg H2O.m-2. s-1

Conductividad: cm.s-1 o µmol.m-2. s-1

Asimilación: µmol CO2 .m-2.s-1

Unidades:


EFICIENCIA DEL USO DEL AGUALa eficiencia se mide por la relación entre el agua

perdida y la materia seca formada, cociente llamado: COEFICIENTE TRANSPIRATORIO (C.T.)

También puede usarse la inversa de esta relación denominada: EFICIENCIA TRANSPIRATORIA(E.T.)

)(....)(.....gproducidaSMdeunidades

gperdidaaguadeunidadesTC =

perdida agua de PesoaformadM.S.esoP.T.E =


Algunos ejemplos

• Valores de C.T. = varían entre 200 a 2.000• Mijo, Sorgo, Maíz 168 a 200• Trigo, Cebada, Centeno 350 a 500• Agropiro, Bromus 900 a 1.000• Valor medio de Transpiración de una planta

mesofítica = 0,5 y 1,5 g H2O.h-1.dm-2

• 1 planta de Maíz pierde por día 2 a 3 Kg de agua.• 1 cactus grande pierde por día 25 g de agua.


Más ejemplos

• Valores normales zona templada: 0,2 a 2,5 • Tabaco 3,5 – girasol 8 – Camalote 2 a 4• Todos los valores en : g dm2 h-1

• COEFICIENTE TRANSPIRATORIO• Sorgo 215 Alfalfa 650 a 900• Algodón 568 Trigo 550• Papa 575 Lino 905 Maíz 350Unidades (adimensional): kg de agua / kg de materia seca


Disipación de energía en una hojaMecanismos:

Re-radiación

Convección del calor sensible

Propagación del calor latente por transpiración

T: transpiraciónR: radiaciónH: propagación de calor Sensible en una hoja de 10 cm a 25 °C.

Transpiración a nivel del canopeo(efecto de la Energía de advección)

Corte a 3días deser aislada


Eficiencia en el uso del agua


Bibliografía• Manuel Sanchez-Díaz y Jone Aguirreolea. 2003.

Movimientos estomáticos y transpiración. – Transporte de agua y balance hídrico en la planta. Cap. 3 y 4 (p.31-64). In: Fundamentos de Fisiología Vegetal. Azcon-Bieto y Talon. Ed. McGraw-Hill. España.

• Barcelo Coll, J.; Nicolas Rodrigo, G.; Sabater Garcia, B.y Sanchez Tames, R. 1992. Fisiología Vegetal, 6a. Edición, Pirámide, Madrid. 662 p. Cap. 4 y 5. Absorción y transporte de agua. – Transpiración.

• Montaldi, E.R. 1995. Principios de Fisiología Vegetal. Ediciones Sur, La Plata. 298 p.

NOTA:La presente guía didáctica fue elaborada por el profesor titularde Fisiología Vegetal en base a la bibliografía de referencia, lacual debe ser consultada por los alumnos.


F I N - UT4

Miltonia bluntii

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