informe de transpiracion

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Evaluación de capacidad de campo y transpiración en Silybum marianum
Universidad Pedagogica y Tecnologica de Colombia, Escuela de Biología
Fisiología vegetal
Moreno Laura, Ballesteros Jose, Cotrino Esteban
INTRODUCCIÓN
Silybum marianum L., más conocido como cardo mariano, es una planta procedente del mediterráneo
perteneciente a la familia Asteraceae, dada sus capacidades adaptativas y su cultivo para uso
medicinal se ha logrado propagar por todo el mundo (Karkanis et al, 2011). Su sistema radicular es
extenso, lo cual le permite adaptarse a suelos con déficits de humedad, permitiendo así a la planta
soportar largos lapsos de tiempo bajo estrés hídrico (Karkanis et al, 2011). El estrés hídrico se refiere
a la baja disponibilidad de humedad en el suelo lo que conlleva consecuencias negativas para la planta
como una baja producción de frutos o un desarrollo deficiente (Reyes et al, 2014).
La capacidad de campo es definida como la cantidad de agua que es capaz de contener el suelo luego
de que el exceso ha sido drenado por la acción de la gravedad y su velocidad de caída se ve reducida
(Opitz, 2016). El periodo de drenaje puede ir desde días hasta semanas, la capacidad de campo se da
cuando la fuerza de gravedad se equilibra con la tensión del agua que se produce sobre cada partícula
de suelo, deteniendo de esta forma el drenaje y considerándose así que el suelo se encuentra en su
capacidad de campo (Opitz, 2016). El punto de marchitez permanente se da cuando la planta se
marchita y no se recupera al someterse a una atmósfera saturada de humedad en un periodo de 12
horas, y nos permite indicar la humedad del suelo en la zona radicular cuando esto se da (Opitz,
2016).
Opitz, 2016, señala que el potencial hídrico es la cuantificación de la tendencia del agua de trasladarse
de un lugar a otro debido a fenómenos físicos y fisiológicos como la gravedad, la tensión del agua o la
ósmosis. Este concepto nos permite comprender la circulación del agua a través de la planta (Opitz,
2016). Al mantener un alto potencial hídrico la planta evita la marchitez a causa del estrés hídrico, lo
cual consigue disminuir la transpiración cerrando estomas (Opitz, 2016). El estrés hídrico provocado
por un bajo potencial hídrico trae consigo graves consecuencias para la planta, ya que al cerrar
estomas no le es posible realizar fotosíntesis (Opitz, 2016). Otra consecuencia del estrés hídrico sobre
la planta es la pérdida de turgencia, lo cual lleva a las células a la plasmólisis por la pérdida de
elasticidad en la membrana (Opitz, 2016).
OBJETIVO GENERAL
- Analizar la transpiración en plántulas de Silybum marianum.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
- Analizar el sustrato utilizado y sus propiedades a través de cálculos.
- Identificar y cuantificar la densidad estomática y cómo influye en la transpiración.
- Evidenciar la capilaridad o capacidad de absorción de agua en la plántula problema.
METODOLOGÍA
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
TRANSPIRACIÓN
Análisis de la transpiración de una plántula de cardo en un periodo de tiempo desde la capacidad de
campo (CC) figura 1 hasta llegar al punto de marchitez (PM) figura 1.1. . En la Tabla 1 se observa el
porcentaje de capacidad de campo en el cual llega al punto de marchitez (39,8% de CC), lo cual indica
que al perder un 60,2% de agua la planta llega al estrés hídrico y se evidencia punto de marchitez.
Además se halló la capacidad de retención de agua del sustrato CRA: 0,653 gg-1 H20. En la Figura 3
se puede observar la transpiración en cada periodo de tiempo en donde la mayor transpiración se
evidencia en el día 2. También la figura 2 muestra la relación inversamente proporcional entre los
días y la pérdida de peso del sistema, indicando que a mayor número de días, el peso es menor.
Área foliar: 561 mm2 Área foliar: 458 mm2
Figura 1. planta en capacidad de campo Figura 1.1. planta en punto de marchitez
Tabla 1. Transpiración en Silybum marianum; pérdida de humedad a través de los días hasta
marchitez. La transpiración (E) se calculó con la fórmula; ΔH2O/ t*AF donde ΔH2O es la variación
en los gramos de agua, t es el periodo de tiempo en días y AF es el área foliar de la plántula. Además
el CRA es la capacidad de retención de agua.
DIA FECHA PESO (g) PÉRDIDA DE
AGUA (g)
TRANSPIRA
CIÓN (E)
(gH2O cm-2
dia-1)
CONDICIÓN
0 7/06 105,7 0 0 capacidad de
campo (CC)
2 9/06 102 3,7 0,0033 Transpiración
3 10/06 101,5 0,5 0,00089 Transpiración
6 13/06 98,3 3,7 0,0022 Transpiración
9 16/06 96,2 2,1 0,00124 Transpiración
10 17/06 96 0,2 0,00036 Transpiración
14 21/06 91,2 4,8 0,0021 Marchitez
(PM)
Peso seco del sistema 65g
Peso H2O en CC: 40,7g
Peso cinta, papel aluminio y plántula 2,7g
PM: 0,420 gH2Og-1
CRA: 0,653 gg-1 H20
Figura 2. Gráfica lineal de pérdida de humedad (peso) desde capacidad de campo hasta punto de
marchitez de Silybum marianum (datos de la tabla 1).
Figura 3. Gráfica de transpiración desde capacidad de campo hasta punto de marchitez de Silybum
marianum (datos de la tabla 1).
CAPILARIDAD
En la Tabla 2 se observa la altura de subida presentada en un capilar de agua destilada y de NaCl en
centímetros. Los datos de cada fila representan el valor observado por cada grupo de laboratorio; esto
con el objetivo de comparar entre sí los datos obtenidos por los estudiantes. Esta prueba sirve para
ejemplificar como la densidad del líquido puede afectar su capilaridad, como podemos notar el mayor
promedio se dio con el agua destilada (1,86 cm) en comparación con el promedio de NaCl al 10%
(0,95 cm); este experimento también simula como funcionaria la absorción y filtración de fluidos por
el tallo de una plántula puesto que el diámetro de un capilar y el de el tallo de una plántula son
similares (0,5 µm).
Tabla 2. Altura de subida agua destilada (cm) y altura de subida NaCl 10% (cm) por grupo.
GRUPOS ALTURA DE SUBIDA AGUA
DESTILADA (cm)
ALTURA DE SUBIDA NaCl
10% (cm)
#1 1,95 0,95
#2 1,8 1,1
#3 1,9 0,9
#4 1,8 0,9
promedio 1,86 0,95
ASCENSIÓN DE COLORANTE POR EL TALLO
En la Tabla 3 se muestra la ascensión en milímetros de colorante por el tallo, de germinados de las
especies Silybum marianum, Viola tricolor, Antirrhinum majus y Origanum vulgare durante 30
segundos. En este caso se ilustra cómo sube el agua por tensión superficial así como muestra cómo la
presión osmótica y de esta forma irriga el resto de los órganos de la planta. Los datos obtenidos
muestran como en casi todas las especies se dio un mismo ascenso (3 mm) en comparación con el
ascenso de Antirrhinum majus (2 mm), Esto puede deberse a un aumento en la adsorción, a cambios
en la presión del agua o poco empuje de gases en los macroporos y microporos, así como a una mala
técnica al momento de aplicar el colorante en el tallo.
Tabla 3. Ascensión de colorante por el tallo de 4 especies de germinados durante 30 segundos.
ESPECIE ASCENSO (mm)
Silybum marianum 3
Viola tricolor 3
Antirrhinum majus 2
Origanum vulgare 3
promedio 2.75
CARACTERIZACIÓN DE ESTOMAS Y CÁLCULO DE DENSIDAD ESTOMÁTICA
En la Tabla 4 podemos observar el número y densidad de estomas en plantulas de Silybum marianum
en cortes en el haz y envés de una hoja verdadera en aumento 40X y un área foliar de 4,65 cm2. Como
podemos notar Silybum marianum es una planta anfiestomática ya que, en el envés de la hoja se
presentó una densidad (1,72 estomas/cm2) y un número de estomas mayor (8 estomas), en
comparación con el número (2 estomas) y densidad (0,43 estomas/cm2) de estos en el haz.
Generalmente los estomas están en el envés para protegerse de la pérdida de agua, por lo cual se
observa mayor densidad estomática en esta zona.
Tabla 4. Caracterización y densidad estomática en corte de haz y envés de Silybum marianum a 40X.
LADO DE LA
HOJA
CARACTERIZACIÓN DE ESTOMAS EN
AUMENTO 40X (envés)
DENSIDAD
ESTOMÁTICA
(#estomas/cm2)
ENVÉS
40X
Área = 0,465 mm2
Área = 4,65cm2
Número de estomas = 8
Densidad Estomática =
8 𝑒𝑠𝑡𝑜𝑚𝑎𝑠
4,65 𝑐𝑚2
Densidad Estomática = 1,72
𝑒𝑠𝑡𝑜𝑚𝑎𝑠
𝑐𝑚2
HAZ
40X
Área = 0,465 mm2
Área = 4,65cm2Número de estomas = 2
Densidad Estomática =
2 𝑒𝑠𝑡𝑜𝑚𝑎𝑠
4,65 𝑐𝑚2
Densidad Estomática = 0,43
𝑒𝑠𝑡𝑜𝑚𝑎𝑠
𝑐𝑚2
El transporte de agua en la planta es uno de los factores que determinan el crecimiento de una planta,
el agua comprende aproximadamente el 80% de la biomasa de una planta y del mismo modo
condiciones de sequía y salinidad en los suelos son las mayores causas de estrés en los cultivos
(Rodriguez & Loyla, 2006). Silybum Marianum es una especie de suelos humíferos mayormente, es
decir; suelos de tierra negra ricos en humus, este tipo de suelos son excelentes para cultivo puesto que
su nivel de retención de agua está lo bastante bien balanceado. En el presente estudio se analizó el
límite superior de almacenamiento de agua o capacidad de campo, y el límite inferior o punto de
marchitez permanente (Zotarelli, Dukes & Morgan, 2013) de Silybum Marianum. Una vez que el
suelo llegó a capacidad de campo, la respuesta hídrica actuó drenando el agua sobrante haciendo que a
medida que pasaba el tiempo el suelo iría perdiendo peso. De acuerdo con Zotarelli, Dukes & Morgan,
(2013) La velocidad de drenaje está relacionada con la conductividad hidráulica del suelo, es decir
que el drenaje es más rápido en los suelos arenosos en comparación con los suelos arcillosos. Esto fue
reafirmado observando en nuestro experimento que el punto de marchitez se dio teniendo un
porcentaje de capacidad de campo del de 39,8%, y teniendo en cuenta una capacidad de retención del
agua de 0,653 gg-1, se puede notar cómo en este suelo se da poco drenaje puesto que la retención de
agua es bastante alta, identificandolo asi como suelo franco. En una planta, el agua se evapora desde
la superficie interna que rodea las células de las cámaras sub estómicas y pasa a través de los estomas,
hacia la fase gaseosa del ambiente de la hoja (Salisbury, 2000). De Acuerdo con esto podemos
relacionar como a medida que pasaba el tiempo se evidenciaba una mayor pérdida de agua (Figura 2).
lo cual indica que al perder un 60,2% de agua la planta llegó al estrés hídrico es decir punto de
marchitez, en el cual la plasticidad de la membrana se encuentra cercana pero aún no; en su punto
máximo de marchitez permanente, en este punto la célula llegaría a la plasmólisis; donde aquellos
puntos de comunicación entre citoplasma-membrana celular se han desconectado ya que el citoplasma
se recoge, por lo cual no hay comunicación medio extracelular a medio intracelular y el transporte de
fluidos o nutrientes se detiene por completo.
La capilaridad es la forma en la que el agua y los nutrientes ascienden por las paredes de ciertas
estructuras, como en el caso de las plantas donde el agua y los nutrientes se absorben y filtran por los
tallos más específicamente vasos y traqueidas hacia el resto de la estructura de la planta. En el
experimento aplicado en la Tabla 2 este concepto se aplicó para ejemplificar como la densidad del
líquido puede afectar su capilaridad, cuando la cohesión entre las moléculas de un líquido es más
potente que la adhesión al capilar, la tensión superficial hace que el líquido descienda (Brown et al,
2004). En este caso la densidad del líquido afecta directamente la cohesión de este con el capilar,
razón por la cual el mayor promedio se dio con el agua destilada (1,86 cm) en comparación con el
promedio observado de NaCl al 10% (0,95 cm). Esto es similar a lo que sucede en las plántulas puesto
que el diámetro del capilar es similar al diámetro del tallo de una plántula como se ejemplifica en la
Tabla 3, donde en casi todas las especies se dio un mismo ascenso (3 mm) en comparación con el
ascenso de Antirrhinum majus (2 mm), Esto puede deberse a un aumento en la adsorción, una mala
técnica al momento de aplicar el colorante en el tallo.
El aumento de la transpiración se encuentra directamente ligado con la presencia de una mayor
cantidad de estomas en las hojas más expuestas al sol (Naizaque et al, 2014). La reducción en el
número de estomas es un signo de estrés hídrico o exposición a salinidad (Naizaque et al, 2014).
Silybum marianum se denominó como anfiestomática por presencia de estomas en haz y envés,
teniendo en cuenta que en un área foliar de 4,65 cm2, y que generalmente los estomas están en el
envés para protegerse de la pérdida de agua, se obtuvo que en el envés de la hoja se observó una
densidad (1,72 estomas/cm2) y un número de estomas mayor (8 estomas), en comparación con el
número (2 estomas) y densidad (0,43 estomas/cm2) en el haz.
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