transpiracion vegetal
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LUIS ROSSI 1
TRANSPIRACION VEGETAL Es un proceso de evaporación de agua a
partir de las plantas.
El agua es la sustancia más abundante en los tejidos
vegetales.
Sin embargo las partes aéreas de las plantas presentan una
mala economía del agua : del total de agua que absorben a
nivel de la raíz (100%) retienen una pequeña porción a ser
empleada principalmente en la fotosíntesis (1 a 2%) y
pierden en forma de vapor por la transpiración entre el 98
a 99% del total.
Se ha estimado que una planta de maíz debe transpirar:
- 600 Kg de agua para producir 1 Kg de granos de maíz seco
- 225 Kg de agua para producir 1 Kg de biomasa vegetal (hojas, tallos y raíces)
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BALANCE T
R
A
N
S
P
I
R
A
C
I
O
N
A
B
S
O
R
C
I
O
N
3
TRANSPIRACION
8 am 2 pm
LUIS ROSSI 4
TRANSPIRACION
IMPORTANCIA
La transpiración no sólo representa un riesgo para la
vida de la planta.
Es el motor que impulsa el agua hacia arriba desde las
raíces para :
- abastecer a la fotosíntesis (1-2% del total).
- conducir los minerales provenientes de la raíz para
la biosíntesis dentro de la hoja.
- refrescar la hoja.
MSc. Euriel Millán R.
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TRANSPIRACION
Los factores que inciden en la tasa de
transpiración pueden ser:
–a) Ambientales y
–b) Propios de la planta
MSc. Euriel Millán R.
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FACTORES AMBIENTALES Luz
Las plantas transpiran más rápidamente en la luz que
en la oscuridad, debido la luz estimula la abertura de los
estomas.
La luz aumenta la velocidad de transpiración al
calentar la hoja.
Temperatura
Las plantas transpiran más rápidamente a T elevadas
debido a que el agua se evapora más rápidamente a
medida que la T aumenta.
A 30 ºC, una hoja puede transpirar hasta 3 veces más
rápido de lo que lo hace a 20 ºC.
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FACTORES AMBIENTALES
Humedad
La tasa de difusión de cualquier sustancia se
incrementa a medida que la diferencia de 2 sustancias
en 2 regiones se incrementa.
Cuando el aire circundante es seco, la difusión de agua
que sale de la hoja aumenta rápidamente.
Viento
Cuando en un lugar no hay brisa, el aire que circunda
la hoja incrementa su humedad y por lo tanto se reduce
la tasa de transpiración. Pero cuando la brisa está
presente, la humedad del aire es transportada del lugar
y reemplazada por aire seco.
LUIS ROSSI 8
FACTORES AMBIENTALES
Disponibilidad de agua en el Suelo
Una planta no puede continuar transpirando
rápidamente si el agua que pierde, no es reemplazada
por el agua presente en suelo.
Cuando la absorción de agua por las raíces no es capaz
de mantener la tasa de transpiración, ocurre una
pérdida de turgencia, y los estomas se cierran.
Esto inmediatamente reduce la tasa de transpiración (
así como la fotosíntesis).
Si la perdida de turgencia se extiende al resto de la hoja
y el tallo, la planta se marchita.
LUIS ROSSI
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FACTORES PROPIOS DE LA PLANTA
Los factores son:
–1. Grosor de la cutícula
–2. Densidad de estomas
–3. Área foliar
–4. Especie
El volumen de agua que se pierde en la transpiración es
muy alto. Se ha estimado que durante la estación de
crecimiento, un acre de plantas de maíz puede llegar a
transpirar 400,000 galones de agua. Como agua líquida,
este volumen puede cubrir el campo con un lago de 15
pulgadas de profundidad. Un acre de bosques
probablemente lo haga mejor.
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TRANSPIRACION
TIPOS
La transpiración se produce en la partes aéreas
de las plantas tanto en hojas como en tallos y se
distinguen 3 tipos:
-Tranpiración estomática
-Transpiración cuticular
-Transpiración lenticular
Los 2 primeros tipos son propios de las hojas y
el último se presenta en tallos.
MSc. Euriel Millán
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TRANSPIRACION ESTOMATICA Es la forma
principal de
pérdida de agua
por la planta y
puede llegar al 90%
de la transpiración
total.
Se da a través de
los estomas que
comunican los
espacios
intercelulares y el
medio externo.
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TRANSPIRACION ESTOMATICA
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TRANSPIRACION ESTOMATICA
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TRANSPIRACION
ESTOMATICA
Cambios cuantitativos en K+
en las células oclusivas y en las
células epidérmicas vecinas en
milimoles/litro
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TRANSPIRACION
ESTOMATICA
Aún cuando el ostiolo del estoma pueda estar
cerrado, deja un orificio de 0.2 y dado el
tamaño de la molécula de agua, se calcula
que puedan escapar unas 5,000 moléculas de
agua.
El # de estomas en la hoja varía mucho de
una especie a otra, pero para una variedad
dada es igual por unidad de área.
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Según la especie que se
trate, la superficie de
una hoja puede tener
de unos 1000 a 60000
estomas/cm2 a pesar de
cifras tan grandes, los
poros estomáticos son
tan pequeños que,
cuando están abiertos
ocupan solamente de 1
a 2% de la superficie
foliar total.
TRANSPIRACION ESTOMATICA
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Según la posición de los estomas en las hojas se
denominan:
- hipoestomáticas: en el envés
- epiestomáticas : en el haz
- anfiestomáticas: en ambas superficies
En éstas últimas el % de estomas es mucho > en
el envés que en el haz.
TRANSPIRACION ESTOMATICA
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TRANSPIRACION ESTOMATICA
Los estomas no solo intervienen en los procesos de
respiración y fotosíntesis de la planta, sino que
cumplen un rol muy importante en la eliminación de
vapor de agua de la planta: transpiración.
Al abrir y cerrar los estomas, una planta debe lograr un
equilibrio entre la pérdida de agua la eliminación O2
y absorción de CO2.
MSc. Euriel Millán R.
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TRANSPIRACION ESTOMATICA
El mecanismo de apertura y cierre de los estomas se rige
por las variaciones del medio ambiente y del interior de
la planta.
Factores externos que influencian en la abertura: la
luz, la T, la humedad del aire y el suministro de agua.
Factores internos que influyen: CO2 en el sistema
intercelular, las condiciones hídricas de la planta, el
contenido iónico y las fitohormonas.
MSc. Euriel Millán R.
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TRANSPIRACION ESTOMATICA
1) La concentración de K:
Las células oclusivas se vuelven turgentes cuando ingresa
activamente el K a su interior, lo que incrementa la [ K ],
siendo necesaria la penetración de agua por ósmosis, para
igualar las de los medios.
La cantidad de K de las células oclusivas, está a su vez
regulada por otros factores: luz, CO2 y el nivel de agua en la
hoja.
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TRANSPIRACION ESTOMATICA
2) La luz:
Los estomas se
abren en >
grado en tanto
sea > la
intensidad de la
iluminación.
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TRANSPIRACION ESTOMATICA
2) La luz:
Las células oclusivas son las únicas células de la
epidermis que tienen cloroplastos.
Cuando la luz llega a los pigmentos de los cloroplastos,
se provoca una serie de reacciones que provocan la
entrada de K.
En la noche, no hay luz que estimule los pigmentos, por
lo que se interrumpe el ingreso activo de K, lo que
provoca que el K difunda pasivamente fuera de la célula,
las cuales pierden agua y por lo tanto el estoma se
cierra.
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TRANSPIRACION ESTOMATICA
Los estomas son
sensibles a la
calidad de la luz
así como a su
duración.
Los estomas se
abrirán en
respuesta a la luz
roja, pero la
misma intensidad
de luz azul
provoca una
mayor apertura
del estoma.
0 1 2 3 4 Tiempo(horas)
12
10
8
6
4
2 Luz roja
A e p s e t
r o t m u á r t a i c a
(uM)
Luz azul
Luz roja
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TRANSPIRACION ESTOMATICA
3) El anhidrido
carbónico:
En las células
oclusivas hay
moléculas que
responden a los
niveles de CO2 .
Cuando la
cantidad de este
, se estimula el
transporte activo de K a las células lo cual jala agua,
provocando la apertura de los estomas.
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TRANSPIRACION ESTOMATICA
Este % de CO2
esta relacionado
con los procesos
fotosintéticos que
lo consumen y los
respiratorios que
lo producen.
Como en la noche
la fotosíntesis se
interrumpe, pero
continua la respiración, la cantidad de CO2 , por lo
que el flujo de K y el estoma se cierra.
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TRANSPIRACION ESTOMATICA
4) El agua:
Su disponibilidad
en el suelo influye
en la apertura o
cierre del estoma.
Una deficiencia de
agua se pone antes
de manifiesto en
los estomas que en
el resto de la planta; el proceso de cierre dura de 10 a 15 '
y puede iniciarse a tiempo en casos de peligro de
desecación.
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TRANSPIRACION ESTOMATICA
4) El agua:
Cuando hay suficiente agua en el suelo el estoma se abre,
pero cuando hay escasez de agua las células se
marchitan por pérdida excesiva de agua, las células del
mesófilo liberan ABA, lo que inhibe el bombeo de K
hacia las células oclusivas, éstas pierden agua y el
estoma se cierra, que está regulado por fenómenos de
turgencia y plasmólisis.
Cuando las células oclusivas están turgentes, el estoma
está abierto, pero cuando se produce la plasmólisis el
estoma se cierra.
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TRANSPIRACION ESTOMATICA
5) La temperatura:
Influye sobre la
velocidad de la
abertura, proceso
que requiere de
energía.
A T (o < de 5oC)
los estomas se abren
muy lentamente y no
al máximo, mientras que entre 0 y –5 oC permanecen cerrados.
• A T hay energía disponible por lo que la velocidad de
abertura aumenta al aumentar la T.
• Los estomas también se cierran con el calor excesivo.
LUIS ROSSI 29
TRANSPIRACION ESTOMATICA
La tasa de transpiración de la hoja depende de 2
factores principales:
E= Cva(hoja)- Cva(aire) /re +rac (molm-2 s -1)
Cva(hoja) - Cva(aire) :diferencia de [ ] de vapor entre los
espacios de aire de la hoja y el aire del exterior:
(mol m–3).
re +rac : resistencia del poro del estoma y resistencia del
aire circundante en la superficie de la hoja: (sm -1).
A veces en vez de [ ] se emplea presión de vapor y la
diferencia es el deficit de presión de vapor y se mide en
kPa y es proporcional a la [ ] de vapor.
La resistencia es la inversa de la conductancia: una
resistencia equivale a una conductancia.
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TRANSPIRACION ESTOMATICA
6) Presión de
vapor :
Si la gradiente
de presión de
vapor de agua
de la hoja hacia
el aire se
incrementa, el
estoma se
cierra.
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TRANSPIRACION
ESTOMATICA
7) Fitohormonas:
AG y CK determinan la abertura.
ABA determina el cierre del poro.
MSc. Euriel Millán R.
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TRANSPIRACION ESTOMATICA
BIOQUIMICA DE LA APERTURA ESTOMATICA
En respuesta a un estímulo como la luz roja o azul,
ATPasas de la membrana bombean H+ fuera del citosol
de la célula guarda. El ATP necesario para este bombeo
es generado a través de la respiración ó de las
reacciones luminosas de la fotosíntesis. Esta demanda
de energía requiere de un gran # de cloroplastos y
mitocondrias.
Utilizando el gradiente de potencial electroquímico
generado , el K+ difunde al interior de la célula guarda e
ingresa a la vacuola. El ión Cl- también se acumula en la
vacuola, al parecer por mecanismo activo.
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TRANSPIRACION ESTOMATICA
BIOQUIMICA DE LA APERTURA ESTOMATICA
El PEP es generado de la ruptura del almidón en los
cloroplastos. La enzima PEP carboxilasa luego cataliza
la síntesis de malato (CO2 + PEP) en el citosol. El
malato (anión) es almacenado en la vacuola con K+ y Cl-.
Esta reacción también genera H+.
El de la presión osmótica (malato, K+, Cl-) en la
vacuola provoca el influjo de agua , lo cual la
turgencia de las células guardas ( y su volumen)
provocando la apertura del estoma.
Para el cierre del estoma, se para la bomba de H+, el K+ y el
Cl- difunden fuera de la célula, luego el malato es degradado y
la presión osmótica cae, provocando el cierre del estoma.
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BIOQUIMICA DE LA APERTURA ESTOMATICA
H+ H+
ATP
ADP
+Pi
almidón
PEP+ CO2
Malato
+ H+
K+ Cl-
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TRANSPIRACION ESTOMATICA
BIOQUIMICA DE LA APERTURA ESTOMATICA
APERTURA CIERRE
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TRANSPIRACION CUTICULAR Implica la difusión
directa de vapor a
través de la cutícula.
Puede ser de 1 a 10%
de la transpiración
total.
La cutícula es una capa
formada por cutina, que recubre la superficie de las
hojas, lo cual impide o frena la pérdida de agua
como vapor. La importancia de la transpiración
cuticular varía mucho según la clase, edad de la
planta y condiciones ambientales.
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TRANSPIRACION
CUTICULAR
Según la clase de planta: estas pueden ser de Sol
que presentan cutícula más gruesa o de sombra
que presentan cutícula menos gruesa.
Según la edad: en hojas jóvenes representa más
del 50% del total ( hojas poco cerosas) , mientras
que en hojas adultas representa menos del
10%( hojas muy cerosas).
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TRANSPIRACION CUTICULAR
Según las condiciónes
ambientales: en el que se
desarrolla la planta, esta
puede ser de clima seco en
cuyo caso las plantas
presentan cutícula más
gruesa ó de clima húmedo
en el que las plantas
presentan cutícula menos
gruesa.
El grosor de la cutícula determina por lo tanto una
mayor o menor transpiración.
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TRANSPIRACION LENTICULAR
Se da a través de las lenticelas, que son pequeñas
aberturas existentes en el tejido suberoso que recubre
los tallos y ramitas.
Representa el 0.1% de la transpiración total en las
plantas que la presentan.
La transpiración lenticular puede provocar cierta
desecación en los árboles que pierden sus hojas a
principios de invierno.
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EVAPOTRANSPIRACION Consiste en el grado máximo de pérdida de agua de un
suelo, en el cual se está desarrollando un cultivo.
Es la integración de la transpiración ( pérdida de
agua por la planta) y la evaporación ( pérdida de
agua del suelo). EVAPOTRANSPIRACION = TRANSPIRACION + EVAPORACION
La transpiración es máxima cuando se presenta alta
densidad de siembra y mínima cuando hay pocas plantas
en un campo de cultivo.
La evaporación es mínima cuando se presenta alta
densidad de plantas y máxima cuando hay pocas plantas y
bastante superficie de suelo en un campo de cultivo.
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EXUDACION
Es la pérdida de agua en forma
líquida.
Es causada por agentes mecánicos
como tala, poda, ó cortes en las
plantas ( plantas latexentes : Hevea
brasilensis ).
MSc. Euriel Millán R.
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GUTACION
Fenómeno que se
presenta en las
plantas que crecen en
suelos cálidos y ricos
en agua, y en
atmósferas húmedas,
y que consiste en la
presencia de gotitas de
agua a lo largo del
borde de sus hojas.
Se produce sobretodo
en las mañanas.
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GUTACION
Es una pérdida de agua
en forma líquida, dado
que bajo las condiciones
en que se produce, la
absorción supera a la
transpiración que es
mínima, por lo cual es
empujada por los
conductos del xilema
hasta ser excretada al
exterior a través de unas
estructuras
especializadas llamadas
hidátodes.
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GUTACION
El agua excretada por
los hidátodes, es el
resultado de la presión
hidrostática
desarrollada en la
savia de los conductos
del xilema.
El líquido producido
por gutación no es
agua pura, sino una
disolución de sustancias
como sales, azúcares,
etc.
hidatode
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GUTACION
Estas sustancias pueden depositarse sobre la superficie
de la hoja al evaporarse el agua.
Estas sales precipitadas pueden ser redisueltas y
reabsorbidas al interior de la hoja.
La [ ] de estas sales si es muy elevada puede provocar
trastornos en la hoja, así como en la acción de los
pesticidas.
MSc. Euriel Millán R.