2_p 28 08 2014
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UNIVERSIDAD AUTÓNOMA CHAPINGODEPARTAMENTO DE FITOTECNIADOCTORADO EN HORTICULTURA
“FISIOLOGÍA VEGETAL”
Reporte de práctica 1
“FACTORES QUE AFECTAN LA VELOCIDAD DE TRANSPIRACIÓN”
Guzmán-Díaz Félix A., Cano-Hernández Rene, Díaz-Nájera José Francisco, Hernández-Hernández Ismael, Nolasco-Guzmán Vicente
Chapingo, México.
“FACTORES QUE AFECTAN LA VELOCIDAD DE TRANSPIRACIÓN”
Alberto-Guzmán F, Cano-Hernández R, Díaz-Nájera J F, Hernández-Hernández I, Nolasco-Guzmán V.
Estudiantes de Doctorado en Horticultura. Instituto de Horticultura. Universidad autónoma Chapingo. Km 38.5 carretera
México-Texcoco. Chapingo, Estado de México. MÉXICO. C. P. 56230.
RESUMEN
INTRODUCCIÓN
El agua desempeña un papel importante en la vida de una planta. El agua se
considera como un nutriente más para la planta con el CO2 o el NO3-. Por cada gramo de
biomasa producida por la planta, las raíces absorben aproximadamente 500 g de agua, los
cuales son transportados a través de las estructuras de la planta y finalmente liberados a la
atmósfera, ya que la cantidad de agua que se requiere para el proceso fotosintético es
pequeño y solo constituye un 0.01% de la cantidad total utilizada por la planta (Azcón-
Bieto y Talón, 2008).
Este proceso debe ser muy preciso, ya que un mínimo desbalance en el flujo del
agua puede causar un mal funcionamiento en muchos procesos celulares. Así, que cada
planta debe equilibrar el balance entre la absorción y la pérdida de agua. Este balance
representa un verdadero desafío para las plantas, que durante la fotosíntesis necesitan
obtener dióxido de carbono (CO2) de la atmósfera, pero se exponen a una seria pérdida de
agua y deshidratación extrema (Taiz y Zeiger, 2006).
La transpiración se lleva a cabo en forma de vapor y ocurre principalmente en las
hojas a través de los estomas (90%), y en menor proporción en la corteza del tallo – a través
de las lenticelas – y ramas jóvenes. Esta se encuentra muy ligada a la anatomía de la hoja
(Figura 1). La cutícula – constituida por cutina (ácidos grasos hidroxilados) – es una de las
estructuras que limita la pérdida de agua, por lo tanto disminuye la transpiración; esta se
halla inmersa en una matriz de ceras cuticulares con propiedades hidrófobas, que ofrecen
una resistencia muy elevada a la difusión, por tanto el agua líquida o vapor de agua
proceden de células subyacentes. Entre la cutícula se encuentran los estomas (Figura 1),
que son estructuras que conectan a espacios intercelulares dentro de la hoja, estos espacios
pueden constituir hasta un 70% del volumen de la hoja (Azcón-Bieto y Talón, 2008). El
ácido abscísico, (presumiblemente proveniente de la raíz) aparentemente es el responsable
de una reducción de la conductancia estomática; de este modo, en presencia de sequía, este
se transporta por el xilema hacia la hoja para promover el cierre de estomas (Zhang et al.,
1987).
El durazno tiene una alta tasa de transpiración, comparado con otras especies
frutales, dependiente de la permeabilidad cuticular al agua y las condiciones climáticas, ya
que el control estomático es pobre y su xilema es altamente vulnerable (Huguet et al.,
1998), lo que la convierte en una especie muy útil en estudios sobre los factores que afectan
la velocidad de transpiración. Adicionalmente (Núñez-Colín et al. 2006) determinaron que
las características anatómicas (sistema de conducción de agua y estomático) de 5 genotipos
duraznos mexicanos de diferentes y contrastantes regiones climáticas, están fuertemente
relacionadas con las condiciones ambientales de abastecimiento de humedad; es decir,
caracteres como densidad estomática, grosor de la epidermis superior, número, frecuencia y
perímetro de los vasos, el índice de vulnerabilidad de la nervadura central y el porcentaje de
médula, xilema y floema del brote, presentaron una fuerte asociación con las condiciones
de disponibilidad de humedad de origen geográfico, lo que puede interpretarse como
adaptaciones de resistencia a sequía.
Una de las funciones de la transpiración es disipar el calor que absorbe la planta por
las propiedades del agua, así como mantener en movimiento la columna de agua en las
estructuras de transporte, y con ello los nutrimentos absorbidos del suelo. La transpiración
también puede considerarse como un proceso de difusión y difiere de la evaporación en que
el escape del vapor de agua está controlado, en gran medida, por las resistencias foliares a
la difusión, las cuales no participan en la evaporación de una superficie de agua libre
(Azcón-Bieto y Talón, 2008).
Figura 1. Ruta del agua a través de la hoja.
Ahora bien, los factores que afectan la transpiración son principalmente: radiación,
déficit de presión de vapor del aire, temperatura, velocidad del viento y suministros de
agua. Por parte de la planta también influyen factores como: área foliar, estructura y
exposición foliares, resistencia estomática y capacidad de absorción del sistema radical. Las
interacciones entre los factores se pueden describir en función de sus efectos sobre los
componentes de resistencia y energía. En determinados momentos, el cambio de un factor
no produce necesariamente un cambio proporcional en la tasa de transpiración ya que está
controlada por más de un factor a la vez. Además el factor principal presenta un cambio
constante. En el caso del viento, si inicialmente las hojas están más frías que el aire, el
viento puede aumentar la transpiración; ahora que si al inicio están más calientes y el viento
las enfría, la transpiración disminuye (Azcón-Bieto y Talón, 2008). El gradiente de presión,
existente entre la hoja y la atmósfera es fuerte, y depende de la temperatura del medio y la
humedad relativa. Por ello, es que al aumentar la temperatura también aumenta la
transpiración. La resistencia de la hoja depende de dos componentes principales, la cutícula
y los estomas, y de estos dos, el de los estomas es variable ya que puede haber apertura y
cierre de ellos (Kramer, 1974). Su funcionamiento depende principalmente de los niveles
de hidratación de los tejidos y de CO2. Otros factores que influyen en el comportamiento de
los estomas son la luz, temperatura y viento (Salisbury y Ross, 1994).
OBJETIVO
Determinar la velocidad de transpiración en varias condiciones del medio ambiente
(Temperatura, viento y Luz) en durazno.
MATERIALES Y MÉTODOS
El potómetro se llenó de agua de la llave, posteriormente se conectó a la base de la
rama de durazno con una manguera suave de hule, y se sujetó con una liga para impedir la
entrada de aire o fuga de agua en las uniones (Cocklin, 1973). Este montaje se realizó para
evaluar la transpiración en diferentes ambientes (Luz, Viento, Calor y Testigo) (Figura 2).
Tres ambientes diferentes fueron simulados usando una lámpara (Luz), un ventilador
(Viento), y un Calefactor (Calor); en el ambiente testigo no se variaron las condiciones. La
temperatura asociado al experimento se determinó con un termómetro de mercurio.
Figura 2. Adaptación Potometro de Cocklin (1973).
Para llevar a cabo la medición de la transpiración se utilizó un potómetro, en este
aparato se mide el agua absorbida a través del tallo pero como sabemos, la cantidad de agua
transpirada corresponde al agua absorbida. El potómetro que se utilizó aquí es el diseñado
por Cocklin (1973) (Figura 2).
Para realizar esta práctica se siguieron los siguientes puntos:
a. Se montó el dispositivo como el de la Figura 2, en 4 condiciones diferentes (luz, calor,
viento y testigo). Sé que necesitó la rama en consumir 0.2, 0.4 y 0.6 ml de agua para
cada condición. También se determinó la temperatura asociada.
b. Con los datos de volumen de agua, tiempo y área foliar se calculó, para cada
tratamiento la cantidad de agua perdida por unidad de superficie foliar por unidad de
tiempo. Para la determinación del área foliar de las ramas se utilizó un planímetro para
conocer el área foliar.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Se midió el tiempo que necesita la planta en absorber 0.2 ml de agua, en diferentes
condiciones ambientales, tales como presencia de luz, viento, calor y un testigo. También
se determinó el área foliar de cada rama de cada tratamiento establecido. Y la temperatura
presente durante el experimento (Cuadro 1).
Cuadro 1. Transpiración en diferentes condiciones del medio, sobre hojas de durazno.
Tratamiento Agua Tiempo Área foliar Transpiración Temperatura
mL (minutos)
cm2 mL agua/cm2 /t (°C)
Testigo 0.2 25.36 144.71 9.0806 x 10-7
Calefactor 0.2 12.93 185.96 1.4084 x 10-6 24.5
Luz 0.2 6.71 441.76 1.1234 x 10-6
Ventilador 0.2 8.18 277.93 1.4655 x 10-6 24.0
En el Cuadro 1 se observa que la mayor transpiración se registró en el tratamiento montado
con ventilador (Figura 3) a 24oC, esto puede ser explicado porque la corriente del viento
rompe la capa frontera presente en la superficie de las hojas, aumentando el déficit de
presión de vapor entre la hoja y la atmósfera.
El nivel de transpiración del tratamiento con calefactor fue el segundo más alto
(Figura 3); la temperatura es un factor importante que influye en la tasa de transpiración, ya
que promueve la apertura y cierre de estomas, a través de las células guarda, por lo que la
apertura de estomas no solo está en función del intercambio gaseoso, sino también por la
transpiración (Taiz y Zeiger, 2006). La menor transpiración se registró en el ambiente
testigo (9.0806 x 10-7mL.agua/cm2 /t). Por su parte Medina-Torres et al. (2013), al
determinar la variación estacional de la tasa de transpiración bajo dos regímenes de
humedad y relacionarla con las etapas fenológica de aguacate ´Colinmex´, encontraron una
fuerte asociación entre la humedad relativa ambiental (HR) con la tasa de transpiración
(0.7- 0.93 de correlación respectivamente). Así, en primavera se presentó el mayor déficit
de humedad aprovechable del suelo, las temperaturas más altas y la humedad relativa más
baja.
Testigo Calefactor Luz Ventilador -0.00000999999999999999
1.35525271560688E-20
0.00001
0.00002
0.00003
0.00004
0.00005
0.00006
0.00007
0.00008
0.00009 Transpiración
Tratamiento
ml/c
m2/
t
Figura 3. Efecto de los diferentes tratamientos en la transpiración de hojas de durazno.
La relación entre la tasa de transpiración de las plantas y las condiciones ambientales es de
suma importancia en la productividad de los cultivos, ya que este proceso fisiológico tiene
una gran relevancia en la absorción y transporte de los nutrientes que la planta puede
aprovechar. Otra relación importante es el balance hídrico que la planta necesita, y por
tanto de las necesidades de riego del cultivo establecido.
CONCLUSIONES
La tasa de transpiración del durazno fue mayor cuando se incrementó la temperatura
y en presencia de viento.
De los factores estudiados, el viento provocó la mayor tasa de transpiración seguido
de la temperatura y la luz.
BIBLIOGRAFÍA
Azcon-Bieto y Talón M. 2008. Fundamentos de Fisiología Vegetal. Interamericana
McGrawHill Barcelona, España. 134p.
Huguet J G, Génard M, Laurent R, Besset J, Bussi C, Girard T (1998) Xylemic,
phloemic and transpiration flows to and from a peach. Acta Horticulturae, 465: 345-
354.
Kramer, P.J. and Koslowsky T., T. 1974. Physiology of woody plants. Academic Press.
Ney York.
Medina-Torres R, Samuel S G, Brenda E C S, Alejandro B P (2013) Variación de la
transpiración del aguacate 'Colinmex' usando interinjertos bajo dos regímenes
de humedad edáfica. Rev. Chapingo Ser.Hortic [online]. 19(1):117-127.
Núñez-Colín C A, Alejandro F B Priego, Juan E R P, Raúl N A (2006) Variabilidad
anatómica de los sistemas de conducción y estomático de genotipos de Prunus spp.
de diferentes orígenes. Pesq. agropec. bras. 41(2): 233-241.
Salisbury, F.B. y Ross C. W. 1994. Fisiología Vegetal. Grupo Editorial Iberoamérica S.A.
de C.V. México.
Taiz, L. y Zeiger E. 2006. Plant Physiology. Cuarta edición. The Benjamin/Cummings
Publishing Company, Inc. Menlo Park. Ca. 656p.
Zhang J, Schurr U, Davies W J (1987) Control of stomatal behavior by abscisic acid
which apparently originates in roots. J. Exp. Bot. 38: 1174-1181. doi:
10.1093/jxb/38.7.1174
Adicionalmente (Núñez-Colín et al. 2006) determinaron que las características anatómicas
(sistema de conducción de agua y estomático) de 5 genotipos duraznos mexicanos de
diferentes y contrastantes regiones climáticas, están fuertemente relacionadas con las
condiciones ambientales de abastecimiento de humedad; es decir, caracteres como densidad
estomática, grosor de la epidermis superior, número, frecuencia y perímetro de los vasos, el
índice de vulnerabilidad de la nervadura central y el porcentaje de médula, xilema y floema
del brote, presentaron una fuerte asociación con las condiciones de disponibilidad de
humedad de origen geográfico, lo que puede interpretarse como adaptaciones de resistencia
a sequía.