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

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.

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

6Traqueidas

Ascenso de agua va xilema

Vasos

Puntuaciones

Placa de perforacin

(simple)

Placa de perforacin (compuesta)

Ascenso de agua va xilema

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)

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

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

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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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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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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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.

15

Estomas:

Clulas epidrmicasMicrofibrillas de celulosa dispuestas radialmente

Clulas guarda Poro

Clulas epidrmicasMicrofibrillas de celulosa dispuestas radialmente

Clulas guarda Poro Clula anexa

Estomas:

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Movimientos estomticos:

Estoma cerrado

Clulas oclusivas

Estoma abierto Estoma cerrado

Anatoma:

Diferentes tipos de aparatos estomticos y la difusin de vapor de agua

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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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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Modelo lineal

Modelo ramificado

Potencial hdrico y sus componentes a lo largo del sistema suelo-planta-atmsfera.

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