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INTRODUCCIN

La Relacin Agua, Suelo y Planta, revisten una gran importancia en riego, drenaje, hidrologa y otras ciencias relacionadas con los recursos hdricos y el ambiente. La utilizacin de modelos de simulacin en las ciencias agronmicas, forestales e hidrologa, ha puesto en relieve lo anterior y en tal sentido los requerimientos de stos han motivado que en la actualidad se haya renovado el inters por el tema. De la misma manera, el inters cada da ms notorio por los temas ambientales, ha impuesto la necesidad de intensificar los estudios en esta materia.

El presente trabajo es una compilacin de los aspectos bsicos que regulan la relacin entre las plantas, el suelo y la atmosfera a travs del agua. Su finalidad es constituirse en una introduccin al estudio de estos complejos temas, que aqu presentan su forma ms sencilla y accesible ,pero ordenada de acuerdo a una secuencia especifica que contribuye a dar nfasis apropiados y destaca lo aspectos prcticos y manejables por la ingeniera.

OBJETIVOSRecordar conocimientos adquiridos en Edafologa, indispensables para comprender temas fundamentales de Riego y Drenaje.Conocer del comportamiento del agua, del suelo y la planta y la forma cmo se relacionan estos tres factores. Comprender el papel que cumple el suelo como reservorio dentro del ciclo del agua. Analizar las relaciones energticas entre el agua del suelo y la matriz del mismo, responsable del almacenamiento.

MARCO TERICORelacin Agua - Suelo - PlantaDada la complijidad del tema y conocimiento que esas relaciones ocurren simultneamente, es muy difcil realizar un anlisis que concluya todos los factores. Tradicionalmente el anlisis se realiza considerando pares de componentes y luego se integran todos.

AGUA SUELOEl crecimiento y desarrollo de las plantas est necesariamente asociado a que se establezca un adecuado equilibrio entre los requerimientos que stas poseen y las condiciones que su entorno edafoclimtico puede ofrecerles. En tanto el rango de las propiedades del suelo y clima de un lugar determinado se aparte de las condiciones lmites, un mayor nmero de especies se adapta o podr ser adaptado para crecer y desarrollarse.Entre las principales condiciones que el suelo, como constituyente del edafoclima, puede ofrecer para el crecimiento y desarrollo de las plan-tas, se encuentra su capacidad para el almacenamiento de agua. Exceptuando a las plantas que estn naturalmente adaptadas o son for-zadas a vivir en un ambiente hidropnico, la mayora de ellas deben obtener el agua, como elemento fundamental de la vida, desde el suelo.El conocimiento sealado, unido a otros, permitir operar adecuadamente el sistema suelo-planta-agua y de este modo obtener los niveles de productividad necesarios y convenientes para cada situacin silvoagropecuaria.

Contenido de agua en el sueloEl suelo est constituido por tres fases: slida, lquida y gaseosa. La fase slida se compone de partculas minerales y orgnicas.

Vt Volumen total, L3Vp Volumen de poros, L3Vw Volumen de agua, L3Va Volumen de aire, L 3Vs Volumen de slidos, L3Ma Masa de aire = 0Mw Masa de agua, MMs Masa de slidos, MDensidad real (Dr)Corresponde a la masa de las partculas por uni-dad de volumen de partculas (slidos). Frecuentemente se asigna un valor promedio de 2.65 g cm-3 debido a que los constituyentes minera-les del suelo cambian en un rango muy estrecho.

-Densidad aparente (Da) Corresponde a la masa de partculas secas con-tenida en una unidad de volumen de suelo ( Vt), tambin llamado volu-men aparente porque incluye no slo el volumen de los slidos sino tam-bin el que corresponde a los poros. Se calcula como el cuociente entre la masa de suelo seco (Ms) y el volumen de suelo (Vt). La densidad aparente es mayor en suelos compactados debido a la reduccin de Vt.

-Porosidad (f)Corresponde a la fraccin del volumen total (aparente) que est constituida por poros. Habitualmente sta se expresa en por-centaje del volumen de poros respecto del volumen total del suelo: Combinando las ecuaciones (1) con (2) se obtiene:

Medicin del contenido de agua del sueloLa obtencin de muestras para la determinacin del contenido de humedad se realiza extrayendo una cantidad de suelo con una pala, o ms fcilmente, con barrenos. Las muestras deben ser obtenidas por estratas del suelo, registrando cuidadosamente las respectivas pro-fundidades. Existen dos tipos de barrenos, el de taladro espiral gusa-no y el de cilindro. El primero tiene usualmente un dimetro de 3 cm, es liviano y fcil de llevar, pero debe tenerse la precaucin de enterrar-lo lentamente en suelos compactados, por temor a no poder extraerlo; esto no ocurre en el barreno de cilindro (dimetro de 5 a 10 cm), ya que una vez que se ha llenado el cilindro, deja de avanzar. Ambos barrenos pueden contaminarse con suelo de otra profundidad distin-ta a la muestreada, ya que sus costados son abiertos.

Resistencia del suelo a la penetracin. Ha sido utilizada como un ndice por los agricultores que conocen su terreno y han aprendido a interpretar el significado de la resistencia que presenta el suelo de acuerdo a su contenido de humedad, en trminos de lo adecuado que puede ser para las plantas. Esto significa que cuando se hunde el taco del zapato, la pala o incluso una barra de hierro de 1 cm de dimetro sobre el terreno, ste estara adecuadamente hmedo. Como se ha indicado, este es un mtodo cuyo resultado est estrictamente asocia-do al grado de conocimiento de que disponga el usuario.

Usando los sentidos de la visin y tacto para indicar el contenido de humedad. Una tabla generada por Hansen, Israelsen y Stringham (1980) puede ser til como gua para juzgar cuanta agua ha sido re-movida del suelo.

Mtodo gravimtrico. Es aceptado como el estndar para la medi-cin del contenido de agua en el suelo. Implica pesar una muestra hmeda de suelo (200 g, aprox.), secarla a 105-110 C y repesar la muestra. Generalmente se expresa como la relacin entre la masa de agua perdida y la masa de suelo seco:

donde se refiere, al contenido de agua en base al peso seco del suelo

El tiempo de secado debe extenderse hasta obtener peso constante en la muestra. Este depende de la textura y humedad del suelo, el tama-o de la muestra, el tipo de horno y otros factores. Usualmente bastan 24 horas para llegar a un peso constante. Por su parte, la temperatura de secado no debe exceder los 105-110 C debido a que se puede que-mar la materia orgnica, aumentando la prdida de peso por este con-cepto y no por la disminucin del contenido de humedad.

(d) Aspersin de neutrones. Los neutrones ubicados en el ncleo de los tomos no tienen cargas elctricas. Al liberar neutrones desde una fuente apropiada, stos son despedidos a alta velocidad (energa cintica). Si estos neutrones chocan con ncleos de otros tomos, pier-den energa en forma proporcional al tamao de su ncleo, reducien-do su velocidad y liberando calor (neutrones termalizados)

PLANTA - AGUA

La relacin entre el agua y la planta no es ajena a la que existe entre el suelo y el agua. Cuando la palma participa en esta relacin, ocurre una serie de procesos de carcter biolgico mediante los cuales el agua va del suelo a la planta y de la planta a la atmosfera. Ellos son la absorcin, la transpiracin y la evapotranspiracin.

AbsorcinTranspiracin EvapotranspiracinCOMPONENTES DEL POTENCIAL HIDRICO EN LAS PLANTASEl potencial hdrico de la planta () se utiliza para expresar el estado energtico del agua en clulas y tejidos vegetales. Consta de tres componentes potenciales = p + s + mSiendo p , s y m los potenciales de presin, solutos y mtricos, respectivamente, en una clula o tejido vegetal.Potencial de presin (p): Cuando el agua entra en la clula, aumenta el volumen vacuolar y ejerce una presin sobre las paredes celulares, llamada presin de turgencia. Al mismo tiempo se desarrolla en direccin opuesta una presin igual a la presin de turgencia, es decir desde las paredes hacia el interior celular. Esta ltima presin, llamada presin de pared, acta como presin hidrosttica, aumenta el estado energtico del agua en la clula y representa el potencial de presin celular. En forma natural p adquiere valores positivos siempre que la vacuola ejerza una presin sobre las paredes circundantes. A medida que se pierde el agua de la clula, la vacuola se contrae progresivamente, con una cada al mismo tiempo en la turgencia celular y p. p se hace cero en una etapa denominada plasmlisis incipiente, en la cual la vacuola deja de presionar sobre las paredes.

Potencial osmtico (s ):Esta determinado por la concentracin de sustancias osmticamente activas en la vacuola y es idntico a la presin osmtica de la savia vacuolar. En una clula vegetal, p, siempre posee valores negativos, que varan con el volumen celular, siendo ms prximo a cero en clulas totalmente hidratadas que en las deshidratadas.

Potencial mtrico. (m): Surge como consecuencia de fuerzas que retienen molculas de agua por capilaridad, adsorcin e hidratacin, fundamentalmente en la pared celular y el citoplasma (matriz). En el primer caso, las micro fibrillas de celulosa entrelazadas crean numerosos microcanales en los que el agua es retenida, fundamentalmente por tensin superficial. En el citoplasma, el agua es adsorbida en varias macromolculas y coloides. En clulas jvenes, en las que la matriz celular (citoplasma), constituye una fraccin pequea del volumen celular total, el m es despreciable. Sin embargo, en tejidos con elevada proporcin de matriz; por ejemplo, en xerfitas y en meristemos de mesfitas, m, no se puede ignorar. En suma, el potencial hdrico en las clulas, resulta de la accin combinada pero en sentido contrario de los potenciales de presin y osmtico y se representa por la ecuacin:

= p + s

El diagrama de Hofler (presentado en acetato), permite visualizar los principios de la ecuacin anterior y el efecto de dilucin; tambin describe lo que sucede cuando clulas maduras son puestas en soluciones de diferente potencial osmtico, que provocan salida o entrada de agua de las clulas aunque los solutos permanecen constantes.

Se pueden hacer las siguientes consideraciones: Con el volumen relativo de la clula de 0.5 (medio llena o desinflada), se tiene un potencial hdrico () de aproximadamente -l .5MPa. Esta condicin implica que el potencial de presin es igual a cero; por lo tanto, = s . En este punto la clula est en plasmlisis incipiente, es decir el tejido est flcido y el potencial del agua se puede expresar numricamente as:

2. Al tener un volumen celular relativo igual a 1.0 la clula est trgida, pero sin movimiento de agua hacia adentro. En este punto el potencial de presin es cero, debido a que el potencial de agua es igual al que tiene un valor de -1.0 MPa. Este es un punto crtico para la clula o la planta, ya que se puede presentar plasmlisis si no se aplica riego en ese momento. Se puede expresar numricamente as:

3. Con un volumen relativo igual a 2.0, el volumen celular total se ha incrementado el doble, debido a que el tiene un valor positivo igual a +0.5 MPa, promovido por la entrada de agua al interior de la clula y se ejerce una presin hidrosttica sobre la pared celular, resultando en crecimiento o elongacin celular. Despus de esta expansin, el jugo celular se diluye y el potencial osmtico se incrementa, es decir tiende a cero; por lo tanto, se establece una situacin de equilibrio.

En este punto, no hay entrada ni salida de agua en la clula y la concentracin de solutos permanece constante formando una solucin diluida. Se pueda expresar numricamente as:

Los componentes del potencial hdrico se pueden representar matemticamente con las siguientes ecuaciones:

MOVIMIENTO DE AGUA ENTRE CELULAS El agua puede moverse de una clula a otra y difundirse hacia abajo un gradiente de potencial de agua entre ambas clulas. De esta manera, a direccin del movimiento del agua y la fuerza con la que se mueve dependen del potencial de agua en cada clula y, en consecuencia, de la diferencia de potencial entre ellas. Se tienen dos clulas A y B, La clula A tiene un p de + 0.5 MPa y contiene un jugo celular con un s de -1.2MPa. La clula B tiene un p de + 0.3 MPa y contiene un jugo celular con un s de -0.6 MPa. El potencial hdrico en cada clula se puede decir as:

Clula A: = 0.5 + (-1.2) = -0.7 MPa Clula B: = 0.3 + (-0.6) = -0.3 MPa A : B: A = -0 7 -(-3) = -0.4 MPa

El agua se mueve de la clula B a la A, hacia el potencial hdrico inferior o ms negativo, con una fuerza de -0.4 MPa. El movimiento del agua entre clulas, es bsicamente, un proceso difusional debido al movimiento cintico de las molculas, muy lento y no es adecuado para el transporte de agua y nutrientes a grandes distancias en el interior de las plantas. En semillas, el proceso difusional del agua al interior se conoce como imbibicin, en el cual el movimiento de agua, ocurre de una rea de alto potencial a otra de bajo potencial, pero sin la ayuda de una membrana diferencial.

Algunas fuerzas qumicas o electrostticas estn implicadas en la imbibicin, Las presiones que se generan por imbibicin (causadas por el hinchamiento del imbiente), pueden ser muy grandes: la presin de una semilla en germinacin rompe la testa, y una semilla, insertada a modo de cuia en una fisura, puede resquebrajar una roca con la presin de su imbibicin en agua. La imbibicin de agua por los materiales coloidales de las clulas, contribuyen a que stas soporten condiciones severas de sequa, gracias a la tenacidad con la que es retenida el agua imbibida. Puesto que en una semilla el agua se mueve bajo la influencia de la inibibicin, el potencial hidrico (qe), estar afectado por esas fuerzas.CONCLUSIONESSe recordaron los conocimientos adquiridos en Edafologa, indispensables para comprender temas fundamentales de Riego y Drenaje. Conocimos el comportamiento del agua, del suelo y la planta y la forma cmo se relacionan estos tres factores. comprendimos el papel que cumple el suelo como reservorio dentro del ciclo del agua. Analizamos las relaciones energticas entre el agua del suelo y la matriz del mismo, responsable del almacenamiento.