Download absorción de agua por las plantas

ABSORCIÓN DE AGUA POR LAS
RAÍCES
Edmundo Acevedo H
Laboratorio Relación SAP
Universidad de Chile
www.sap.uchile.cl
Todo
proceso
de
absorción se produce
por la existencia de un
gradiente de potencial
desde el suelo a la raíz.
Proceso de Absorción Pasivo
Se produce
por la transpiración de las
plantas, que disminuye el potencial hídrico en
el xilema.
Factores que Afectan la Absorción de
Agua
Aquellos relacionados con el gradiente
(fuerza) del suelo a la raíz.
Absorción 
 suelo  supraíz
Rsuelo

 supraíz  xilema
Rraíz
Aquellos que afectan la resistencia al
movimiento del agua en el suelo (textura, K,
tortuosidad, Lv) y la resistencia que opone
la raíz (aireación, temperatura, grado de
suberización).
Disponibilidad (Richards,
1928):
* Habilidad de la
planta para absorber el
agua que está en contacto
con ella.
* Rapidez con la cual
se mueve el agua y
reemplaza lo usado por la
planta (transpiración).
La absorción de agua por las raíces
de las plantas ha sido descrita
matemáticamente
en
forma
microscópica
(considerando
las
raíces) por un modelo de raíz única
donde la raíz se supone un sink
lineal de longitud infinita, de radio
uniforme
y
propiedades
de
absorción uniformes. Philip (1957),
Gardner (1960) y Cowan (1965)
describeron el movimiento de agua
desde el suelo a la superficie de la
raíz, con la siguiente relación,
 1    

 rD 
t r r  r 
 = contenido volumétrico de agua
D = difusividad
t = tiempo
r = distancia radial desde el eje de la
raíz
En términos macroscópicos (sin considerar
la longitud ni propiedades de las raíces), el
agua absorbida se puede considerar como
un término residual en la ecuación de
conservación. En coordenadas cartesianas,

J q


t
z t
 = contenido volumétrico de agua (cm3/cm3)
t = tiempo (s)
J = flujo de agua en el suelo (cm/s)
z = coordenada vertical (cm)
q = agua absorbida por la raíces (cm3 agua/cm3 suelo)
Al integrar entre dos profundidades de
suelo (ej entre 15-30 cm) se tiene,
z2

z1

dz  
t
z2

z1
J
dz 
z
z2

z1
q
dz
t
Resolviendo la primera integral del lado derecho y
despejando el término de absorción de agua por
las raíces, Qz
z1 
q
z 2 t dz  Qz   J ( z 2)  J ( z1)  z 2 t dz
z1
J (z1) y J(z2) representan el flujo de agua a las
profundidades z1 y z2, respectivamente.
Qz es la tasa de absorción de agua por la raíces en la
capa de suelo comprendida entre las profundidades
z1 y z2 al tiempo t.
El Flujo de agua en el suelo se obtiene de Darcy, con
la conductividad hidráulica en función del contenido
volumétrico de agua y el potencial hidráulico (h + z)
en función de la profundidad y el tiempo. Se ignoran
procesos de histéresis.
Combinando los modelos microscópico y
macroscópico,
Qz = Lv z q’
en que, Qz es el agua absorbida por las raíces
entre las profundidades z1 y z2; z es la distancia
entre z1 y z2; Lv es la densidad de raíces (cm raíz
cm-3 de suelo) y q’ es la cantidad de agua
absorbida por unidad de raíz (cm3 agua cm-1 raíz
s-1)
q ´  2


 r  o
K 

 M 

 ln 
 a 







K = conductividad hidráulica del suelo.
o = potencial hídrico en la superficie de la raíz.
r = potencial hídrico en la distancia media entre las raíces.
M = es la distancia media entre raíces vecinas.
a = radio de la raíz.







  o
o 
Qz   Lv z 2 K  r
 r
 M 
R

 ln 
  a 
M 
ln 

a 

R
;
Lv z 2 K
M 
ln 

a 

b
Lv z 2
Rsu elo 
b
K
Supuestos de los modelos de absorción:
La raíz se considera como un cilindro de
longitud infinita, y de radio y propiedades de
absorción uniformes.
El agua se mueve radialmente hacia la raíz.
Acevedo, 1979
Acevedo, 1979
Referencias
Acevedo, E. 1979. Interacciones suelo-agua-raíz en el proceso de
absorción de agua por las plantas. Bol.Tec. Fac. Agron. Univ. Chile.
44: 17-25.
Baber, L., Gardner, W. and Gardner, W. 1972. Física de Suelos.
Primera Edición. A.I.D. México-Buenos Aires. 529p.
Gardner, W. 1960. Dynamic aspects of water availability to plants.
Soil Sci. 89: 63-73.
Kramer, P. 1969.Planta and Soil Water Relationships: A Modern
Synthesis. Mc Graw-Hill Book Company. 482p.
Taylor, H. and Klepper, B. 1975. Water uptake by cotton systems:
an examination of assumptions in the single root model. Soil Sci.
120(1): 57-67.
www.sap.uchile.cl