Tema 4. Mecanismos de Absorción de

agua en las plantas

Ingº Agrº MSc María Elena Arboleda

• 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. 

Agua en las plantas

MECANISMOS DE ABSORCIÓN DE AGUA

PASIVO: Transpiración Teoría de la cohesión T.Coheso-tenso-transpiratoria

• ACTIVO: Osmótico, quimiosmótico Presión Radical

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.

MECANISMO PASIVO (TRANSPIRACION)

Teoria Coheso-Tenso-Transpiratoria

Contínuo Suelo- Planta- AtmósferaLa 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

MECANISMO PASIVO Absorción de agua en el suelo por el

Sistema Radical

Raiz: Vías de movimiento del agua

- APOPLASTICA

- SIMPLASTICA:

TRANSMEMBRANA ACUAPORINAS

Raíz: Vías de movimiento del agua

Proteínas transportadoras de agua= Acuaporinas, forman canales de agua

No regulan la dirección de flujo Incrementan la permeabilidad de las membranas celulares

Raíz: Vías de movimiento del agua:

ACUAPORINAS

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

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)

Mecanismo pasivo: transporte a través de las Hojas

MECANISMO ACTIVO U OSMOTICO

Si 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

Presión RadicalDado 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 apoplastodel 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

MANIFESTACIONES:

GUTACIÓN

EXUDACIÓN

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

(A)

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

(A) Aspecto al iniciar la experiencia.

La presión radicalLa presión radical

Agua

Mercurio

Raíz

(B)

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

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

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

MECANISMO PASIVO(TRANSPIRACIÓN)

MECANISMO ACTIVO

(PRESION RADICAL)

TEMPERATURA ALTAS BAJASEstomas cerrados,

mayor HR, menor GPV

LUZ ALTA INTENSIDAD BAJA INTENSIDADEstomas cerrados,

menor GPV

HR BAJAMayor GPV

ALTAMenor GPV

GPV= gradiente de potencial de vapor

REQUERIMIENTOS DE CONDICIONES INHERENTES A PLANTA EN EL PROCESO DE

ABSORCIÓN DE AGUA

MECANISMO PASIVO(TRANSPIRACIÓN)

MECANISMO ACTIVO(PRESION RADICAL)

ESPECIE VEGETAL TODAS LAS ESPECIES ALGUNAS ESPECIES

SISTEMA RADICAL INDISPENSABLE

INDISPENSABLEUN BUEN

DESARROLLOCELULAS CORTICALES

VIVAS, SANAS

SUPERFICIE EVAPORANTE

INDISPENSABLE NO INDISPENSABLE

DIFERENCIAS ENTRE LOS MECANISMOS DE ABSORCIÓN DE AGUA

MECANISMO PASIVO(TRANSPIRACIÓN)

MECANISMO ACTIVO(PRESION RADICAL)

GRADIENTE DE POTENCIAL HIDRICO

GRADIENTE DE POTENCIAL DE VAPOR

ACUMULACIÓN DE ELEMENTOS MINERALES

CONDICIONES AMBIENTALES

Alta Luminosidad y Temperatura, Baja HR

Baja luminosidad y temperatura, alta HR

ESTOMAS ABIERTOS CERRADOS

SUPERFICIE EVAPÓRANTE

INDISPENSABLE NO INDISPENSABLE

SISTEMA RADICAL INDISPENSABLE INDISPENSABLE

ESPECIE VEGETAL TODAS ALGUNAS

CONDICIONES QUE AFECTAN LOS PROCESOS DE ABSORCIÓN DE AGUA

1. Disponibilidad de 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 SUELODepende de:

1.a. Temperatura del sueloQue Afecta:Energía cinética del aguaViscosidad del aguaPermeabilidad de las membranas Respiración Cortical (ATP, crecimiento) Crecimiento de raíces

1.b. Aireación del sueloDeficiencia de O2 Afecta:Crecimiento Sistema Radical Permeabilidad de las membranas Respiración (crecimiento y

producción de ATP)

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

Disponibilidad de DE AGUA en el SUELODepende de:

CONDICIONES QUE AFECTAN LOS PROCESOS DE ABSORCIÓN DE AGUA

2. Eficiencia de la raícesDepende de: Crecimiento Radical (Extensión) PermeabilidadResistencia al flujo de aguaCapacidad de Absorción y

acumulación de elementos minerales

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

• EJEMPLOS

CONDICIONES QUE AFECTAN LOS PROCESOS DE ABSORCIÓN DE

AGUA

Efecto de la temperatura del suelo en la transpiración

+ Azide: inhibidor de la respiración

Control: sin inhibidor

Efecto de la presión radical en el volumen de exudados

Efecto del anegamiento del suelo en la absorción

Duración del anegamiento

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

RELACION ENTRE Transpiración y Absorción (BALANCE HIDRICO)