RELACIONES HiDRICAS 2
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1BOTNICA II2010
Espacios areos foliares
Xilema
Raz
Suelo
H2O
H2ORelaciones hdricas en planta
Sistema: suelo-planta-atmsfera
Transpiracin, absorcin y conduccin de agua, procesos inseparablemente ligados para mantener el balance hdrico
Teora Tenso-Coheso-Transpiratoria
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2Espacio poroso
Composicin del suelo
Agua en el suelo
El contenido y la tasa de movimiento del agua en el suelo son muy dependientes del tipo de suelo y su estructura.
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3Tricoma AireAguaRaz Partcula de arena Partcula de arcilla
Tricomas amplifican superficie de contacto maximizando el rea de absorcin de agua
Absorcin
Tasa de absorcin de agua a lo largo de una raz
Ms suberificadaMenos suberificada
Distancia desde el pice (mm)
Tasa
de
ab
sorc
in
de
ag
ua
(10-6
L.h-
1 )
pice en crecimiento
Regin sin crecimiento
-
4CambiumTricoma
Epidermis
FloemaXilema
Corteza
Periciclo
Endodermis
Anatoma raz I
EndodermisBandas de Caspary
FloemaPericiclo XylemaCorteza
Epidermis
Va apoplstica
Va simplstica y transmembrana
Ingreso de agua a la raz
-
5Va apoplstica Va simplstica
Va transcelular
Ingreso de agua a la raz
Concentracin de solutos en xilema de raz puede generar presin radical.
Gutacin:
Fragaria grandiflora
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6Traqueidas
Ascenso de agua va xilema
Vasos
Puntuaciones
Placa de perforacin
(simple)
Placa de perforacin (compuesta)
Ascenso de agua va xilema
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7La tensin del xilema puede medirse con la Bomba de Presin
Presin del aire
Presin dentro de clulas conductoras = -1,0 MPa
Tapn de goma
Vlvula de salida
Presin = +1,0 MPa
Manmetro
Fuente de presin (tanque de aire comprimido o nitrgeno)
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8La tensin del xilema puede medirse con la Bomba de Presin
Cmara
Cilindro de gas comprimido
Manmetro
Tapn de goma
TapaSuperficie de corte
Columna de agua
en xilema antes del
corte.
Columna de agua
luego del corte
Columna de agua cuando se equilibra la presin
Cavitacin:
Traqueida llena de gasVasolleno
de gas
H2O
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9Evaporacin en el mesfilo:
Capa lmite
Capa lmiteClula guarda
Poro estomticoElevado CO2Bajo vapor H20
Resistencia estomtica
Resistencia capa lmite
Vapor de agua
Cutcula
Cutcula
Epidermis infeior
Epidermis superior
Clulas mesfilo
Cavidad subestomtica
Parnquima empalizada Xilema
Alto vapor H20
Bajo CO2
Epidermis superior
Parnquima empalizada
Parnquima esponjoso
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10
Patrones de venacin:El xilema transporta el agua a todas las clulas de la hoja
Patrones de venacin:
Plant Science, 2009
Amborella trichopoda, Atherosperma moschatum, Rehdera trinervis y Bauhinia binata
Densidad de nervaduras
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VacuolaParedcelular
Membranaplasmtica
Cloroplasto
Citoplasma
Film agua
Evaporacin
Membrana plasmtica
Microfibrillascelulosa
Interfase aire-aguaCitoplasma
Agua en pared celular
Pared celular
Aire
Evaporacin
Evaporacin en el mesfilo:Cambio de estado requiere energa
Qu factores afectan la transpiracin?
temperatura
radiacin
tamao del rea foliar y orientacin
capa de aire lmite
conductancia estomtica
disponibilidad de agua en el suelo
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12
Fuerza motriz:Gradiente de concentracin de vapor (hoja atmsfera)
Temperatura del aire (C)
Con
cen
trac
in
de
vap
or
de ag
ua
de sa
tura
cin
(mo
l.m-3 )
Cact
Csat
HR= (Cv/Csat)x100
A 20C:HR=(0,5/0,96) x 100
HR=52%
Y si la temperatura desciende 10C?
w= RT/Vw x ln(HR)
HR= (Cv/Csat)x 100
Humedad relativa, concentracin de vapor de agua y Potencial hdrico
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13
La prdida de agua tambin est regulada por resistencias (fijas y variables):
Estomtica
Capa lmite
Cutcula
variables
fija
Resistencias
Anatoma de la superficie foliar mostrando el contorno de concentracin de vapor en la capa lmite.
CutculaCapa lmite
Espacios intercelulares
Clula guarda Epidermis
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14
Aire en movimiento
Aire quieto
Flujo limitado por resistencia de capa lmite
Apertura estomtica (m)
Flu
jo tr
ansp
irato
rio(m
gvap
or
H2O
.m
-2
hoja.
s-1 )
Capa lmite:
Estomas:
Plant Physiology, 2007.
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15
Estomas:
Clulas epidrmicasMicrofibrillas de celulosa dispuestas radialmente
Clulas guarda Poro
Clulas epidrmicasMicrofibrillas de celulosa dispuestas radialmente
Clulas guarda Poro Clula anexa
Estomas:
-
16
Movimientos estomticos:
Estoma cerrado
Clulas oclusivas
Estoma abierto Estoma cerrado
Anatoma:
Diferentes tipos de aparatos estomticos y la difusin de vapor de agua
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17
Diferentes tipos de aparatos estomticos y la difusin de vapor de agua
Factores que afectan los movimientos estomticos
Factores que actan directamente
Luz azul
[CO2]
estado hdrico mesfilo (hidropasivo)
seal de raz ABA (hidroactivo)
Factores que actan indirectamente
Son aquellos que afectan la fotosntesis
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18
Efecto de la luz
Ape
rtu
ra es
tom
tic
a (an
cho
de
po
ro,
m)
Hora del da
Rad
iaci
n fo
tos
int
ticam
ente
activ
a
Hora del da
Efecto de la luz
Hora del da
Ape
rtu
ra es
tom
tic
a
K+(
rea p
orc
entu
al)
Saca
rosa
(pm
ol/par d
e clulas
gu
ard
a)
Apertura estomtica
Sacarosa
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19
Modelo lineal
Modelo ramificado
Potencial hdrico y sus componentes a lo largo del sistema suelo-planta-atmsfera.
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20
Efecto del dficit hdrico sobre el potencial hdrico
Tiempo (d)
Raz
Suelo
Hoja
Marchitamiento
Pote
nci
al h
dric
o (M
pa)
Fuentes consultadas
Taiz y Zeiger. 2006. Plant Physiology; http://www.plantphys.net/ Hipertextos del rea biologa: www.hiperbiologa.net Buchanan, B. B., G. Gruissem and R.L. Jones. 2000. Biochemistry and
Molecular Biology of Plants. Physicochemical and environmental plant physiology Journal of Experimental Botany Plant Physiology Plant Science