Tema 4
Absorción de agua por
las plantas
Objetivo

Comprender cómo se desplaza el agua
por la planta, desde el suelo hasta la
atmósfera
Contenido
Introducción
 El
agua en el suelo y
disponibilidad para la planta
 Absorción de agua por las raíces
 Flujo hídrico a través del xilema
 Movimiento de agua en la hoja
 Balance hídrico

su
Introducción
Principales fuerzas que impulsan el
agua desde el suelo a la atmósfera
∆Cwv
Hoja-ambiente
Xilema
Ψw
Células-Tejidos
Ψm
Suelo
Transporte Pasivo
Ψp
El agua en el suelo y su
disponibilidad para la planta

El suelo es la última
capa de la superficie de
la tierra y es un
sistema
poroso
formado por infinidad
de partículas sólidas de
diferentes tamaños y
composición química.

Consta de diferentes
capas, a las que se les
llama horizontes, que
constituye el perfil del
suelo.
Horizonte A, es la más superficial, es
rica en materia orgánica por contener
microorganismos
Horizonte B, es denominado también de
“precipitación”, “de acumulación” o
“subsuelo”, en él se acumulan las arcillas
provenientes del arrastre de la capa
superior. Los compuestos férricos y
coloides húmicos le dan un color rojizo y
parduzco.
Horizonte C, contiene material como
resultado de la meteorización, el mismo
o distinto del que se cree que se ha
formado el suelo.
Horizonte D, se suele llamar “roca madre” u “horizonte
D”. Corresponde a la última capa del suelo y esta formada
por roca sin alteración física ni química.
El movimiento del agua en el suelo depende
fundamentalmente de su potencial mátrico

Operan las fuerzas de
adsorción y capilaridad.
La adsorción se produce
por la atracción eléctrica
entre
las
moléculas
dipolares de agua y las
partículas de suelo.
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Disponibilidad de agua en el suelo
Capacidad de Campo (CC): máxima cantidad
de agua que el suelo puede retener después de
que se drena por efecto gravitacional.
 Punto de Marchitez Permanente (PMP):
representa la cantidad de agua a la que las
plantas se marchitan.
 La diferencia entre el contenido de agua a CC
y PMP indica el porcentaje de Humedad
Aprovechable o disponible (HA) de un suelo en
particular.

Absorción de agua por las
raíces
agua entra en las plantas, especialmente por los pelos radicales,
situados unos mm. por encima de la caliptra. Poseen una elevada
relación superficie/volumen y pueden introducirse a través de los
poros del suelo de muy pequeño diámetro.
 El
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


Desde los pelos radicales, el agua se mueve a través de la
corteza, la endodermis (la capa más interna de la
corteza) y el periciclo, hasta penetrar en el xilema
primario.
Este movimiento estará causado por la diferencia de 
entre la corteza de la raíz y el xilema de su cilindro
vascular, y el camino seguido estará determinado por las
resistencias que los caminos alternativos pongan a su
paso.
Hay que distinguir dos caminos alternativos: el
simplasto (conjunto de protoplastos interconectados
mediante plasmodesmos) y el apoplasto (conjunto de
paredes celulares y espacios intercelulares).

Se considera que el apoplasto formado
principalmente por celulosa y otras
sustancias hidrófilas, presenta una menor
resistencia al paso de agua que el
simplasto

En el simplasto abundan lípidos,
sustancias hidrófobas, orgánulos y
partículas que aumentan la viscosidad
del medio
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El papel de la endodermis
 Es la capa más interna de la corteza, sus
células no dejan espacios intercelulares y
en las paredes celulares anticlinales y
radiales se encuentra la banda de Caspary
(depósitos de suberina).
 El flujo de agua hasta el cilindro central se
verá influido por la resistencia del
simplasto y, de las membranas que deba
atravesar, resistencia que puede aumentar
si la estructura, la fluidez y funcionalidad
de las membranas no son las adecuadas.
Flujo hídrico a través del
xilema
El ascenso del agua en la planta

El xilema es un tejido especialmente
adaptado para el transporte ascendente del
agua, ya que sus elementos conductores,
dispuestos en hileras longitudinales, carecen
de protoplasma vivo en su madurez; de esta
forma los elementos se convierten en los
sucesivos tramos de conductos más o menos
continuos por los que el agua circula como en
una tubería de una casa.
Los elementos conductores:

Las traqueidas, que poseen punteaduras en sus
paredes (Gimnospermas)

Las tráqueas o elementos de los vasos, separados
entre sí por perforaciones, y dispuestos uno detrás
de otro formando los vasos (Angiospermas)

El flujo de agua es mayor en las tráqueas, y
aumenta con el diámetro y la longitud de los
elementos conductores. Las paredes de tráqueas y
traqueidas son superficies que atraen el agua de
forma muy efectiva.
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Movimiento del agua
El agua se mueve dentro de una célula
fundamentalmente a través de dos procesos:
1- Difusión
2- Flujo de masa
Difusión

El agua cuando está en solución no es estática, sino que
está en un movimiento constante, haciendo colisiones.
Por lo tanto, tiene una energía cinética, aspecto que
hace que se mueva por difusión.
La difusión mueve moléculas basado en la concentración, por
lo que la velocidad de movimiento es proporcional al gradiente
de concentración, tal como lo estableció Fick:
Js=-Ds §Cs/§x
Js: densidad de flujo, en moles/m2/seg.
§Cs/§x: gradiente de concentración.
Ds: coeficiente de difusión, característico de la sustancia.
En general sustancias grandes se mueven más lentamente que
las pequeñas.
Difusión

La difusión es un movimiento rápido a corta
distancia y lento a distancias mayores, pero
también disminuye cuando el gradiente de
concentración se hace menor.

Para distancias grandes la difusión no explica
adecuadamente el transporte y tiene que existir
un flujo de masa.
Flujo de masa

Es un movimiento de grupos de moléculas, por lo
general en respuesta a un gradiente de presión, como
la presión hidrostática o la fuerza gravitacional.

Un ejemplo de esto es lo que sucede en un tubo de
canería, con la lluvia, un río o el torrente sanguíneo.
Su velocidad y cantidad de movimiento depende de la
presión y del diámetro del tubo.

Flujo de masa es el responsable del movimiento de
agua y nutrientes a través del xilema y no depende de
la concentración.
El transporte de agua en el xilema se
produce por flujo masivo

La ecuación de Hagen-Poiseuille
qv = π r4 . ΔP/ 8 η l
El flujo o caudal es directamente proporcional a la
cuarta potencia del radio
Velocidad de transporte en xilema
En árboles con vasos de 100 a 200 micras de
diámetro se puede transportar agua a una
velocidad que oscila entre 16 y 45 metros por
hora.
En árboles con vasos pequeños de 25 a 75 mm,
la velocidad puede ser de 1 a 6 metros por hora.
3 MPa puede ser la diferencia necesaria en
potencial hídrico para que el agua suba a un
árbol de 100 metros.
Ascenso del agua por el xilema
Para explicar esto se han postulado dos
mecanismos:
1- PRESION DE RAIZ
2-TENSION-COHESIÓN
XILEMA
SOBRE
EL
La acumulación de soluto en el xilema
puede generar una presión radical

El ingreso de iones en el xilema provoca un
descenso del potencial osmótico, que favorece
la entrada de agua, generándose dicha presión
positiva, que empuja la solución hacia arriba.
Presión de raíz
La presión de raíz es mayor en suelos
hidratados y cuando la transpiración es baja.
Es menos efectiva durante el día, cuando el
movimiento de agua a través de la planta es
más rápido.
Gutación
Es la pérdida de agua
líquida y eso se debe al
hecho de tener mucha
presión radical.
La mayoría ocurre a
través de los hidátodos,
que
son
aberturas
localizadas cerca del
xilema, principalmente
en márgenes de las
hojas.
La presión radical y el ascenso de agua
Insuficiente para llevar el agua hasta la parte
más alta de un árbol de gran porte
Presión de raíz generalmente es menor de 0,1
MPa y un árbol de 100 m puede requerir 3
MPa.
Algunas plantas como las confieras no
desarrollan presión de raíz.
Por lo tanto, la presión de raíz puede
ascender agua en plantas herbáceas, pero
no explica el ascenso del agua a árboles, lo
que si explica la teoría de tensión y cohesión
del xilema.
Teoría de la tensión-cohesión
La evapotranspiración del agua genera una gran
tensión (presión hidrostática negativa) en la
parte superior del árbol y dicha tensión succiona
agua a través del xilema.
Aire
Ψp= -2T/r
Água
Microfibrillas de
celulosa


A medida que el agua se evapora de la
película superficial que recubre las paredes
celulares del mesófilo, el agua que queda
más recluida en los intersticios de las
paredes celulares y la tensión superficial da
lugar a una presión negativa en la fase
líquida.
A medida que el radio de la curvatura
disminuye la presión disminuye (se hace
más negativa).
Tensión y cohesión sobre el xilema
La columna de agua debe mantenerse
continua y esto se logra gracias a la
cohesión y la adhesión de las moléculas de
agua a las paredes de las traqueidas y los
vasos.
Cavitación
Interrupción de la integridad de la columna
de agua, debido a la
formación de
burbujas.
Puede bloquear el flujo de agua, lo cual
podría ser un serio problema si no se repara.
Algunas causas de la cavitación
Inyección de aire debido a las altas
tensiones xilemáticas.
La congelación del xilema en invierno y su
descongelación posterior.
La acción de patógenos y herbívoros.
Daños mecánicos.
Movimiento del agua en la
hoja
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