UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA DE LA SELVA FACULTAD DE RECURSOS NATURALES RENOVABLES ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA FORESTAL Practica TRANSPIRACIÓN CURSO Fisiología vegetal DOCENTE PAREDES ARCE, Manuel ALUMNO CHUQUIZUTA TAFUR, Elifaz TINGO MARÍA – PERÚ Agosto, 2017 I. INTRODUCCIÓN La transpiración es un determinante primario del balance energético de la hoja y del estado hídrico de la planta. Este proceso comprende la evaporación del agua desde las células superficiales en el interior de los espacios intercelulares y su difusión fuera del tejido vegetal principalmente a través de las estomas y en menor medida a través de la cutícula y las lenticelas. Junto al intercambio de dióxido de carbono (CO2), determina la eficiencia de uso del agua de una planta (SQUEO Y LEÓN, 2007). Las hojas pierden agua a través de sus estomas como una consecuencia de la actividad fotosintética de las células del mesófilo. Las estomas ejercen el mayor control de corto plazo en las relaciones hídricas de una planta debido a que controlan la salida de agua que ocurre en respuesta a un fuerte gradiente de diferencia de presión de vapor (DPV) entre el aire y la hoja. Tanto la absorción desde suelo por la raíces como la transpiración por las hojas, ejercen un control primario en la regulación de la conductancia estomática. El flujo de agua a través de la planta responde entonces a dos ambientes distintos. Por un lado, el ambiente aéreo a que está expuesta la hoja y que puede ser definido en términos de radiación, temperatura, diferencia de presión de vapor, contenido de CO y condición de la capa límite. Por otro lado, las raíces comúnmente generan señales de estrés hídrico, las que sumadas a las señales en la conductividad hidráulica del xilema también controlan la pérdida de agua por la hoja (SPERRY et al. 1998). 1.1. Objetivos Determinar la pérdida del peso de la especie forestal por el método pesadas de maseta, durante el proceso de transpiración. Evaluar y cuantificar el aumento del volumen de la especie forestal por el método del potómetro, durante el proceso de transpiración. II. REVISIÓN DE LITERATURA 2.1. Transpiración Es el proceso por el cual las especies arbóreas o plantas regresan agua a la atmósfera. Después de haber absorbido agua del suelo, las plantas liberan agua a través de sus hojas. La transpiración ayuda a las plantas a mantenerse frescas. En ciertas ocasiones la transpiración y la evaporación de las plantas se fusionan, entonces denominamos a esto como “Evapo-Tanspiración”. 2.2. Funciones fisiológicas en la transpiración La transpiración tiene tres funciones: regula el contenido hídrico de la planta, la refrigera (la evaporación del agua es un proceso endergónico) y genera la tensión necesaria en el xilema para la subida del agua, cargada de nutrientes (savia bruta). El volumen de agua transpirada por las plantas es variable y depende de varios factores. Al respecto, se ha documentado grandes diferencias en los volúmenes de agua transpirados entre especies. Por ejemplo; Según, Fetene y Beck (2004) encontraron que Crotón macrostachys y Eucalyptus globulus transpiran 60 y 55 litros de agua al día, volúmenes 4 a 5 veces mayores que los transpirados por las especies arbóreas de Podocarpus falcatus y Cupressus lusitánica, de igual talla y en las mismas condiciones ambientales. 2.3. Vías de transpiración en la planta El agua en la planta puede perderse por tres vías principalmente: por estomas, por lenticelas o por la cutícula. 1. Estomas: Es una vía controlable por la planta y cuantitativamente representa alrededor del 90% del total de agua perdida. 2. Lenticelas 3. Cutícula: Estas dos últimas vías no son controladas por la planta y cuantitativamente representan no más del 10% restante, pero adquieren fundamental importancia cuando las estomas se encuentran cerrados, por ejemplo. por deficiencia de agua. En hojas de plantas xerófitas (típicas de zonas áridas), que tienen una cutícula muy gruesa y a veces cubierta de ceras, la transpiración cuticular frecuentemente no supera el 1% del agua perdida por los estomas (LALLANA y LALLANA, 2003). 2.4. Factores que afectan la transpiración 2.4.1. Factores ambientales La transpiración está condicionada por muchos factores medioambientales, que incluyen la cantidad de agua disponible del suelo para la planta, la cual es movilizada por diferencia de potencial hídrico, y la diferencia de presión de vapor de agua en el aire, también por radiación, temperatura, contenido de CO2 y velocidad de viento (BUCKLEY, 2005; SPERRY et al. 1998). 2.4.2. Factores endógenos Se encuentra condicionada por factores como: Área foliar, Estructura y exposición foliares, Resistencia estomática y la Capacidad de absorción del sistema radical. 2.5. Importancia de la transpiración La transpiración es necesaria, ya que los estomas se abren ante el estímulo de la luz, para absorber el CO2 requerido en la fotosíntesis, aunque por contra, pueda alterar el balance hídrico al perderse el agua de la planta. El flujo de agua a través de la planta inducido por la transpiración, proporciona un buen sistema de transporte para los minerales que son absorbidos por las raíces y que se mueven en la corriente transpiratoria. Así mismo, la absorción de agua del suelo, tiene un efecto en la movilización de sales minerales del suelo hacia la raíz, facilitando su absorción, sin un gasto de energía adicional, que implicaría la formación de masas de raíces que exploren amplias superficies de suelo. Se ha sugerido que la transpiración es necesaria para el crecimiento normal de las plantas, ya que ayuda a mantener un estado de turgor óptimo. Cuando las plantas crecen en una atmósfera saturada de humedad, presentan un aspecto suave y carnoso, que puede ser el resultado de una gran absorción de agua, que causa un mayor alargamiento celular. Las plantas terrestres, casi nunca están en un estado de turgor óptimo, aunque la savia celular pueda tener una presión osmótica alta, como en algunos halófitos de 200 atm., la pérdida de agua por transpiración mantiene la presión de turgor por debajo de la presión osmótica. 2.6. Métodos prácticos para estimar la transpiración 2.6.1. Método de la pesadas de macetas Este método se basa en los cambios de peso fresco que experimentan plantas perfectamente arraigadas, que crecen en macetas, en un período establecido previamente. La transpiración de una planta puede ser estimada cubriendo el sustrato del macetero que la contiene de tal modo de impedir la pérdida de agua. Este enfoque lo desarrolló Stephen Hales hace dos siglos. La evaluación de la pérdida de peso de esta planta en una balanza analítica durante un intervalo de tiempo será atribuida a la transpiración de esta planta. Este sencillo procedimiento se conoce como método del lisímetro y representa una aproximación de campo confiable para estudiar la evapotranspiración. Puesto que la cantidad de agua usada en el crecimiento de una planta es menos de 1% del peso seco final de ésta, entonces todo cambio de peso puede ser adscrito a la transpiración. No obstante, la mayor dificultad del método es la generalización de los resultados en condiciones naturales. El método ha sido expandido a contenedores con un gran volumen de suelo en condiciones similares a un área de cultivo (Figura.1). Este contenedor es colocado sobre una balanza o flotando sobre un recipiente mayor en el que se sigue el cambio de peso a través de un tubo establecido en la superficie del suelo. El nivel del líquido en el tubo es una medida del peso del lisímetro que depende sólo de la evaporación de la superficie del suelo y la transpiración de las plantas creciendo en el suelo. Una revisión más detallada sobre la aplicación y beneficios de lisímetros puede ser hallada en (ABOUKHALED et al,1981 y JOHNSON et al, 2005). Figura 1. Esquema de un lisímetro de terreno. El transductor de presión está conectado a un sistema de adquisición de datos. Antes de realizar las mediciones experimento se riegan las macetas por lo menos 24 horas, para lograr que la planta establezca un equilibrio dinámico con el suelo que la soporta. Si las macetas son porosas (barro) se las cubre con algún material impermeable (bolsa de polietileno) para evitar cualquier pérdida de agua que no sea de la planta misma. De no ser así, tapar únicamente la superficie expuesta. Determinar el peso inicial (Pi) sobre una balanza de precisión y finalizada la experiencia, una semana después, tomar el peso final (Pf). Establecer el área foliar de cada planta utilizando el programa ImageJ Repetir la experiencia recreando distintas condiciones ambientales como: máxima iluminación, oscuridad, humedad relativa 100%, viento cálido. Los resultados se expresan generalmente como gramos de agua perdida por la planta por unidad de tiempo; también se expresa como gramos de agua por gramos de materia fresca o seca de la planta transpirante. IT Pi Pf ( Planta, PF , PS )(hs, dias) Donde: IT: intensidad de transpiración Pi: peso inicial Pf: peso final PF: peso fresco PS: peso seco 2.6.2. Método del potómetro Este método, usado en laboratorios de enseñanza, se basa en el supuesto de que la tasa de absorción de agua es casi igual a la tasa de transpiración. Es de utilidad para estudiar el efecto de los factores ambientales sobre la transpiración. Se utiliza en pedazos de ramas, tallos, hojas y otros, pero no en plantas completas. Un potómetro consiste en un depósito de agua, en el que se introduce una rama, que previamente se ha introducido en un tapón de goma, y donde todo debe quedar perfectamente sellado al cilindro. Se conecta el recipiente de vidrio a un tubo capilar, al que se le introduce una burbuja de aire que actúa como indicador de la utilización de agua por transpiración (SQUEO y LEÓN, 2007). Figura 2. Esquema de un potómetro. Fuente: SQUEO & LEÓN III. MATERIALES Y MÉTODOS 3.1. Materiales Plantones de especies forestales Balanza Cuaderno de apuntes Agua Cinta de embalaje 3.2. Metodología (procedimiento) 3.2.1. Método pesadas de macetas Consiste en una planta de vivero que esta con bolsa, luego cubrir con plástico, evitando que se evapore el agua de la tierra de la muestra. Luego pesarlo y anotar. Repetir las pesadas a las 12hr y 24hr, cada gramo que pierde es un ml de agua perdida por transpiración de la planta. 3.2.2. Método del potómetro Quitar la tierra de la raíz. Luego introducir la raíz en una botella con agua. Tapar bien la boca de la botella. Dejarlo señalado el nivel de agua, a las 12hr señalar de nuevo también a las 24hr. Luego al terminar retirar la planta y el agua disminuye al retirar la planta. IV. RESULTADOS Y DISCUSIÓN 4.1. Determinación del peso y volumen en plántulas de falsa castaña y Capirona por una unidad de tiempo CUADRO 1. Evaluación en pesado de macetas en gramos por una unidad de tiempo Peso(gr) Maceta Ahora 12 horas 24 horas Falsa castaña 1,325 1,316 1,304 En el Cuadro 1 se observa, que la maceta ha disminuido su peso de forma sucesiva mediante la absorción de la falsa castana por una unidad de tiempo de 12 y 24 horas durante la transpiración de la planta. Esto se da debido al gran cambio que sufre la planta ya que la maceta de falsa castana ha perdido por el tejido principal su peso durante el proceso de transpiración por muchos factores medioambientales en un intervalo de tiempo así como señalan (ABOUKHALED et al,1981 y JOHNSON et al, 2005) que en la transpiración de una planta puede ser estimada cubriendo el sustrato del macetero que la contiene de tal modo de impedir la pérdida de agua. Este enfoque lo desarrolló Stephen Hales hace dos siglos. La evaluación de la pérdida de peso de esta planta en una balanza analítica durante un intervalo de tiempo será atribuida a la transpiración de esta planta. Este sencillo procedimiento se conoce como método del lisímetro y representa una aproximación de campo confiable para estudiar la evapotranspiración. CUADRO 2. Evaluación del volumen en milímetros en por una unidad de tiempo Volúmen (ml) Botella Ahora 12 horas 24 horas Capirona 00 7 15.1 En el Cuadro 2 se observa, en la botella hubo un aumento de su volumen de forma activo haciendo que el nivel del agua disminuya mediante la absorción de la plántula Capirona por una unidad de tiempo también de 12 y 24 horas día y noche durante el proceso de transpiración. En cuanto a nuestro análisis de transpiración decimos que la plántula de Capirona muestra el volumen en aumento o diferentes señalando por debajo el nivel del agua ya que existe varios factores así como lo menciona (FETENE Y BECK, 2004) que en la transpiración se ha documentado grandes diferencias en los volúmenes de agua transpirados entre especies. El volumen de agua transpirada por las plantas es variable y depende de varios factores. Por ejemplo; el Crotón macrostachys y Eucalyptus globulus transpiran 60 y 55 litros de agua al día, volúmenes 4 a 5 veces mayores que los transpirados por las especies arbóreas de Podocarpus falcatus y Cupressus lusitánica, de igual talla y en las mismas condiciones ambientales. V. CONCLUSIONES Evaluamos la plántula forestal por el método pesadas de maseta su peso teniendo en cuenta los factores medioambientales, que las plantas transpiran en un intervalo de tiempo cierto volumen de agua haciendo que el agua disminuya como también su peso. Se determinó que las plantas transpiran por NaOH eliminando agua permitiéndonos cuantificar y evaluar el aumento de su volumen de la plántula forestal durante la transpiración. VI. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ABOUKHALED A, A ALFARA y M SMITH. (1981). Lisímetros. FAO Documento de Riego y Drenaje Nº 39. FAO, Roma. SQUEO Y LEÓN, (2007). Transpiración. Fisiología vegetal. Ediciones Universidad de La Serena. La Serena - Chile. 97- 84 P. BUCKLEY T. (2005). El control de las estomas por el balance hídrico. Nuevo Phytol. CATEDRA FISIOLOGÍA GENERAL (2000). Transpiración. Facultad de Ciencias Naturales – Dpto. de Biología General U.N.P.S.J.B. Argentina. 8 P. FETENE M, E BECK. (2004). Relaciones hídricas de especies de árboles indígenas versus exóticas, que crecen en el mismo sitio en un bosque montano tropical en el sur de Etiopía. Árboles 428-435 P. JOHNSON RS, LE WILLIAMS, JE AYARS & TJ TROUT. (2005). Los lisímetros de pesaje ayudan a estudiar las relaciones hídricas en cultivos de árboles y de vid. California Agricultura 133-136 P. SPERRY JA, FR ADLER, GS CAMPBELL Y JP COMSTOCK. (1998). Limitación del uso de agua de la planta por la rizosfera y la conductancia del xilema: resultados de un modelo. 347-359 P. LALLANA, V.H. Y LALLANA MA. DEL C. (2003). Estomas y transpiración. Manual de prácticas de fisiología vegetal. Facultad de Ciencias Agropecuarias – UNER. 32 P.
