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FISIOLOGÍA VEGETAL Profesor: María Adela Valdés Sáenz PhD TEMA 1 CLASE 3 • NUTRICIÓN HÍDRICA OBJETIVO RELACIONAR LAS RESPUESTAS DE LAS PLANTAS AL CONTENIDO DE AGUA EN EL SISTEMA SUELO-PLANTA-ATMÓSFERA • RELACIONES HÍDRICAS. • DIFUSIÓN. OSMOSIS. POTENCIAL HÍDRICO. IMBIBICIÓN. • FACTORES QUE AFECTAN EL POTENCIAL HÍDRICO CONTENIDO INTRODUCCIÓN ? - SOLVENTE UNIVERSAL: iones, azúcares y proteínas - DISUELVE MACROMOLÉCULAS - ALTO CALOR ESPECÍFICO (homeóstasis térmica) -ALTO CALOR LATENTE DE VAPORIZACIÓN ( 44 kJ mol -1 transpiración) - ALTA TENSIÓN SUPERFICIAL (fuerzas de cohesión) - CAPILARIDAD (cohesión y adhesión) - RESISTENCIA A LA TENSIÓN (-30 MPa en capilares delgados) PROPIEDADES DEL AGUA EL AGUA EN LAS PLANTAS casi todas las reacciones químicas celulares tienen lugar en un medio acuoso para que un tejido funcione normalmente requiere estar saturado con agua, manteniendo las células turgentes Todas las sustancias que penetran en las células vegetales deben estar disueltas participa en el metabolismo y en todos los procesos bioquímicos deshidratación continuada ocasiona la desorganización del protoplasma y hasta la muerte Una disminución del contenido hídrico interfiere varios procesos metabólicos básicos ( fotosíntesis, respiración) TODO PLANTA REQUIERE DE UN VOLUMEN DETERMINADO DE AGUA PARA CRECER, DESARROLLARSE Y PRODUCIR, pero NO toda el agua que se aplica en un riego o que es aportada por las lluvias es utilizada por las plantas Las relaciones hídricas de las plantas y los cultivos se hallan estrechamente ligadas a las relaciones hídricas de las células que componen las mismas, ya que buena parte del agua se halla dentro de las células y estas constituyen el sitio donde se cumplen casi todos los procesos fisiológicos. RELACIONES HÍDRICAS LA MAYOR PARTE DEL AGUA EN LAS PLANTAS CIRCULA DESDE EL SUELO A LA ATMÓSFERA: 1.- es absorbida por la raíz, 2.- fluye por el xilema 3.-se evapora en los espacios intercelulares del mesófilo y finalmente difunde como vapor de agua a la atmósfera, especialmente a través de los poros estomáticos que perforan la epidermis. 1 2 3 EL ESTADO HÍDRICO DE LA PLANTA DEPENDE DEL: G: agua que la planta absorbe del suelo P: agua que pierde por transpiración BALANCE HÍDRICO BH: G - P BH: A - T ABSORCIÓN TRANSPIRACIÓN BH = 0 A igual T BH=positivo A>T BH= negativo A<T POR CADA GRAMO DE MASA SECA PRODUCIDA POR LA PLANTA, SE ABSORBEN A TRAVÉS DE LAS RAÍCES, SE TRANSPORTAN POR EL TALLO Y SE PIERDEN A LA ATMÓSFERA APROXIMADAMENTE 500 g DE H2O ? DISOLUCIÓN. RELACIÓN SOLUTO/DISOLVENTE A B C HIPOTÓNICA - soluto (minerales) + disolvente (agua) HIPERTÓNICA + soluto (minerales) - disolvente (agua) ISOTÓNICA = soluto (minerales) = disolvente (agua) OSMOSIS: Es un caso particular de difusión que ocurre a través de una membrana de permeabilidad selectiva. DIFUSIÓN es el movimiento de fluidos cuando la concentración NO es uniforme en todo el sistema, por la acción de la energía cinética propia de las partículas. El movimiento de agua se considera como un proceso pasivo HIPERTÓNICA ISOTÓNICA HIPOTÓNICA PLASMOLIZADA FLÁCIDA TURGENTE MEDIO HIPOTÓNICO MEDIO HIPERTÓNICO ABSORCIÓN IMBIBICIÓN: se refiere a la absorción de líquido por coloides y otros componentes macromoleculares como proteínas y polisacáridos. - esta activamente relacionado con la absorción de agua - produce un hinchamiento visible que redunda en un aumento de volumen - en las plantas es un proceso fisiológico que inicia la GERMINACIÓN POTENCIAL HÍDRICO: tensión (hPa) conque un cuerpo puede absorber agua del ambiente. Explica la circulación del agua en las plantas Se representa por la letra griega y en la célula es igual a la suma de todas las tensiones que pueden atraer agua a su interior. Componentes del potencial hídrico: La fórmula para el cálculo del potencial hídrico es: w = - s -m + p Donde: •w = potencial hídrico •s = potencial osmótico •m = potencial mátrico •p = presión de pared TENGA EN CUENTA QUE… • Potencial hídrico del agua pura: Yagua = 0 MPa Potencial hídrico de una célula vegetal: Ycel < 0 MPa TENGA EN CUENTA QUE… •El deficit de agua en el suelo disminuye el potencial hídrico del mismo. • Para que las plantas puedan continuar absorbiendo agua deben tener un potencial hídrico MENOR que el del suelo Ywp < Yws Yws < ENTRADA DEL AGUA EN LAS PLANTAS 1 2 Métodos para medir el Potencial Hídrico. • Método del equilibrio de vapores • Método de la inmersión en vapor • Método de la inmersión en líquido • Método de la cámara de presión (cámara de Scholander) Temperatura Disponibilidad de agua Concentración de solutos Incrementa la energía cinética del agua aumenta el w mientras más solutos osmóticos y coloides hay en un sistema disminuye el w a mayor cantidad de agua en el interior de la célula mayor w la pérdida de agua por transpiración y la escasez de agua en el suelo menor w EL MOVIMIENTO DEL AGUA EN EL SISTEMA SUELO- PLANTA-ATMÓSFERA OBEDECE A DIFERENCIAS DE POTENCIAL. Ysuelo > Yxilema raíz > Yxilema tallo > Yhoja > Yatmósfera - 0,5 MPa -0,6 MPa -0,8 MPa -0.8 MPa -95 MPa Considerando por separado los distintos tramos dentro de la planta el gradiente de potencial hídrico será: Ysuelo > Yplanta > Yatmósfera El manejo de la economía del agua en la vegetación implica una serie de prácticas: ❑ riego ❑ drenaje ❑ barbecho ❑ selección de especies ❑ selección de densidades y épocas de siembra ❑ momento de cosecha o corte CONCLUSIONES ESTUDIO INDEPENDIENTE BIBLIOGRAFIA: - Esaso, S.F. (2010). Fundamentos Básicos de Fisiología Vegetal y Animal - Lincoln, T. (2006). Fisiología Vegetal I y II - Taiz, L., Zeiger, E., Møller, I., y Murphy, A. (2017). Fisiología y Desarrollo Vegetal. 6ta edición.
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