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.