domingo, 28 de noviembre de 2010

RELACIONES HIDRICAS

Todo cultivo requiere de un volumen determinado de agua para crecer, desarrollarse y producir, pero
no toda el agua que se aplica en un riego, o que es aportada por las lluvias, es utilizada por ellos. Para
lograr el máximo aprovechamiento del agua es esencial conocer algunos factores ambientales, como
el suelo y el clima, donde la planta se desarrolla. 

Existen las llamadas necesidades netas y las necesidades brutas de los cultivos.
Las necesidades netas se relacionan con la cantidad de agua usada por la planta, en transpiración y
crecimiento, además de aquella evaporada directamente desde el suelo adyacente, incluidas el agua
de rocío y de lluvia. Se expresa normalmente en mm por día o por mes. También se puede expresar
en m3 por superficie.
Las necesidades netas de un cultivo dependen de la localidad y del largo del período vegetativo del
cultivo. Por ejemplo, en maíz puede variar desde 5.171 m3 en un cultivo de 110 días, en la zona de
Melipilla, hasta 9.008 m3 en un maíz de 180 días, en Santiago. Asimismo las necesidades varían de
acuerdo a las etapas fenológicas del cultivo, por ejemplo, el duraznero en la fase de división celular.



del fruto, es decir, desde plena flor hasta inicios de endurecimiento del carozo, necesita alrededor de
la mitad del agua de la fase de endurecimiento del carozo y un tercio del agua de la fase de elongación
celular del fruto, es decir, desde el término del endurecimiento del carozo hasta la maduración del fruto.
Las necesidades brutas corresponden a las necesidades netas afectadas por la eficiencia de los métodos
de riego utilizados. En la aplicación de agua no es posible lograr un cien por ciento de eficiencia, la cual
depende de la calidad del diseño, la habilidad de la persona que riega, de las características físicas
del suelo o de la calidad de la estructura de distribución del agua. Por estas razones, para estar seguros
de aplicar la cantidad agua requerida por un cultivo es necesario aplicar una cantidad mayor para
contrarrestar las pérdidas, a veces inevitables, que se producen por infiltración profunda -más abajo
de la zona de raíces-, desuniformidad en la aplicación, escurrimiento superficial o derrames.
A continuación se indica la eficiencia de aplicación de distintos métodos de riego:




La planta absorbe el agua desde suelo por sus raíces. Ambos, suelo y planta, están sometidos a los

efectos de la lluvia, el sol y viento, que generan un mayor o menor grado de evaporación desde el suelo
y transpiración de las plantas. Este proceso se conoce como evapotranspiración.







La transpiración de las plantas es el proceso de eliminación de vapor de agua a través de los estomas
(poros minúsculos), que se encuentran principalmente en la epidermis de las hojas. La radiación solar
(luz visible u otras formas de energía radiante provenientes del sol), actúa sobre la apertura y cierre
de los estomas. Cuando la luz desaparece los estomas se cierran y la transpiración, supuestamente,
se detiene. Con relación a la humedad relativa (presión de vapor de la atmósfera), mientras más alta
sea menor es la transpiración. La temperatura está directamente relacionada con la presión de vapor,
tanto al interior de los órganos de la hoja, como de la atmósfera circundante; a mayor temperatura
menor es la presión de vapor y, por lo tanto, mayor es la transpiración. El viento aumenta la gradiente
de presión de vapor a través de los estomas y, en consecuencia, aumenta la transpiración.
Todo lo anterior implica la pérdida de agua desde la planta, pero, para que realmente esta pérdida se produzca, la planta tiene que haber absorbido agua desde el suelo a través de las raíces. Ambos
procesos, absorción y transpiración, son esenciales para la sobrevivencia de las plantas.
El proceso de evaporación de la humedad desde el suelo adyacente a las plantas (sin ser utilizada por
ellas), incluida la del agua depositada por el rocío y la lluvia, ocurre conjuntamente con la transpiración.
La suma de estos dos procesos es lo que se define como evapotranspiración, la cual se mide en mm
por día o mm por mes.



Además, el suelo, dependiendo de sus características, puede infiltrar más o menos agua fuera de la
zona de raíces y, junto con ello, originar un lavado de elementos nutritivos.





En suelos arenosos la humedad profundiza rápidamente produciéndose un escaso movimiento lateral,
a diferencia de los arcillosos en que el movimiento lateral predomina sobre el que se produce en
profundidad. Esto tiene relación con la velocidad de infiltración del agua en el suelo la que es mayor
en los suelos arenosos que en los arcillosos, lo que se relaciona, entre otros, con la porosidad total de
los suelos, la distribución y tamaño de los poros, y las fuerzas o energía con que el agua es retenida
por las partículas del suelo. En un terreno arenoso aunque la porosidad total (%) es menor que en uno
arcilloso, los poros son de mayor tamaño, por lo tanto el agua infiltra o percola más rápidamente hacia
las capas más profundas del suelo.



También puede producirse un escurrimiento superficial por problemas de pendiente, o por una aplicación
excesiva de riego en un suelo de lenta infiltración, como por ejemplo, en un suelo arcilloso.
En los suelos con pendientes el agua, ya sea del riego o de las precipitaciones, escurre en el sentido

de la pendiente por la superficie de un terreno. Su velocidad aumenta a medida que el declive se hace
más fuerte y la carrera suele terminar con un apozamiento o concentración en los lugares bajos. El agua
arrastra suelo y nutrientes, produciéndose problemas de erosión y empobrecimiento de la fertilidad del
suelo.
Una forma de reducir las pérdidas por escurrimiento superficial, las que son mayores en los suelos
arcillosos, es mejorando su velocidad de infiltración, por ejemplo, subsolando terrenos compactados,
adicionando materia orgánica, utilizando estructuras que disminuyan la velocidad del agua, regando por
curvas a nivel o con métodos más tecnificados, etc.



Con relación a la planta, mientras mayor sea el desarrollo de su follaje, mayor es la pérdida de agua
en el proceso de transpiración, debido a que existe una mayor área foliar, como se observa en este
cultivo de alfalfa.

En la medida que avanza la temporada de crecimiento de cultivos y frutales, va aumentando el área
foliar, por lo tanto aumenta el número de estomas, y en consecuencia la transpiración. Esto implica que
los riegos deban darse con mayor frecuencia y por más tiempo, es decir con mayor cantidad de agua,
cuando el cultivo está más desarrollado. Las pérdidas de agua se pueden aminorar si se utiliza sistemas de riego localizado. Como vemos en la

imagen, al regar por goteo, se moja sólo la zona de raíces. Así hay menos posibilidades de perder agua
por efectos del clima, por percolación profunda o por escurrimiento, pues se aplica sólo la cantidad que
ocuparán las plantas. Algunos ejemplos de cómo aminorar las pérdidas de agua:

Los métodos localizados (goteo, cintas, microaspersión), como su nombre lo indica, tienen la ventaja de
regar únicamente la zona de raíces, lo que implica que sólo se debe aplicar el agua que las plantas son
capaces de absorber. Estos métodos, de alta eficiencia, además de ocupar caudales más pequeños, evitan
o aminoran las pérdidas por escurrimiento superficial, facilitan el control de malezas, se puede administrar
a través de ellos, dosificadamente, fertilizantes y pesticidas solubles en agua, requieren menos mano de
obra mientras se riega, la que se puede derivar a otras actividades del predio, etc.
El uso de cortinas cortaviento, cuya principal objetivo es proteger a las plantas de los daños por quiebre
de ramas o tendido de las plantas bajas, también las protege del efecto que produce el viento sobre la
gradiente de presión de vapor a través de los estomas.
Respecto al uso de mulch, ya sea de un material orgánico (guano, pasto segado, etc) o inorgánico
(polietileno, poliuretano), sobre la superficie de la hilera de plantación ayuda al control de malezas, modifica
la temperatura del suelo y disminuye la evaporación directa del agua, lo que permite mejorar su distribución
en el perfil del suelo.



También las perdidas por evapotranspiración son menores cuando se establecen cortinas cortaviento
o cuando se usa mulch. Bajo tales condiciones, se disminuye la transpiración de las plantas y la
evapotranspiración desde el suelo.

Algunos ejemplos de cómo aminorar las pérdidas de agua:
Los métodos localizados (goteo, cintas, microaspersión), como su nombre lo indica, tienen la ventaja
de regar únicamente la zona de raíces, lo que implica que sólo se debe aplicar el agua que las plantas
son capaces de absorber. Estos métodos, de alta eficiencia, además de ocupar caudales más pequeños,
evitan o aminoran las pérdidas por escurrimiento superficial, facilitan el control de malezas, se puede
administrar a través de ellos, dosificadamente, fertilizantes y pesticidas solubles en agua, requieren
menos mano de obra mientras se riega, la que se puede derivar a otras actividades del predio, etc.
El uso de cortinas cortaviento, cuya principal objetivo es proteger a las plantas de los daños por quiebre
de ramas o tendido de las plantas bajas, también las protege del efecto que produce el viento sobre
la gradiente de presión de vapor a través de los estomas.
Respecto al uso de mulch, ya sea de un material orgánico (guano, pasto segado, etc) o inorgánico
(polietileno, poliuretano), sobre la superficie de la hilera de plantación ayuda al control de malezas,
modifica la temperatura del suelo y disminuye la evaporación directa del agua, lo que permite mejorar
su distribución en el perfil del suelo.


A pesar de la alta eficiencia que pueda tener un sistema de riego, de todos modos es necesario tener

presente que, invariablemente, habrá una pequeña pérdida en el momento del riego. Por lo tanto,
siempre debe tenerse la precaución de no aplicar menos agua de la requerida, lo que afectaría a las
plantas, o un exceso, que significaría perder el recurso. Algunos ejemplos de cómo aminorar las pérdidas de agua: Los métodos localizados (goteo, cintas, microaspersión), como su nombre lo indica, tienen la ventaja

de regar únicamente la zona de raíces, lo que implica que sólo se debe aplicar el agua que las plantas
son capaces de absorber. Estos métodos, de alta eficiencia, además de ocupar caudales más pequeños,
evitan o aminoran las pérdidas por escurrimiento superficial, facilitan el control de malezas, se puede
administrar a través de ellos, dosificadamente, fertilizantes y pesticidas solubles en agua, requieren
menos mano de obra mientras se riega, la que se puede derivar a otras actividades del predio, etc.
El uso de cortinas cortaviento, cuya principal objetivo es proteger a las plantas de los daños por quiebre
de ramas o tendido de las plantas bajas, también las protege del efecto que produce el viento sobre
la gradiente de presión de vapor a través de los estomas. Respecto al uso de mulch, ya sea de un material orgánico (guano, pasto segado, etc) o inorgánico
(polietileno, poliuretano), sobre la superficie de la hilera de plantación ayuda al control de malezas,
modifica la temperatura del suelo y disminuye la evaporación directa del agua, lo que permite mejorar
su distribución en el perfil del suelo.


Las plantas vasculares tienen un sistema análogo: el sistema vascular. El agua y los minerales son incorporados por las raíces. El extremo de cada raíz presenta varias zonas: el ápice donde se encuentra el meristematicas apical radicular, responsable del crecimiento en longitud de la misma, se halla cubierto por una caliptra que lo protege de las partículas del suelo. A continuación se observa una zona de alargamiento, generada por la actividad mitotica del meristema. Se continúa una zona de los pelos absorbentes. Los pelos de las raíces son extensiones unicelulares de las células epidérmicas que poseen una pared muy fina y tienen vida efímera (1-3 días). Esto aumenta el área de la superficie y permite una absorción más eficiente del agua y los minerales.






El agua y los nutrientes minerales disueltos entran en la planta por dos rutas. En la ruta intracelular o simplasto el agua y solutos seleccionados pasan a través de las membranas celulares de las células que forman la epidermis de los pelos de la raíz y, a través de los plasmodemos a cada célula hasta llegar al xilema. En la ruta extracelular o APOPLASTO, el agua y los solutos penetran a través de la pared celular de las células de los pelos de la raíz y pasan entre la pared celular y la membrana plasmática hasta que encuentran la endodermis, una capa de células que deben atravesar hasta llegar al xilema.




La endodermis contiene una cinta de material impermeable (suberina) conocida como la banda de Caspary que fuerza agua a través de las células endodérmicas y de esta manera, regulan la cantidad de la misma que llega al xilema. Solo cuando la concentración de agua dentro de las células endodérmicas caen debajo de los valores de los de las células parenquimatosas del córtex, el agua fluye a la endodermis y luego al xilema.










i el agua absorbida por los pelos radicales que llega a atravesar la endodermis continuara pasando de célula a célula, el transporte sería muy lento (y dependería también del tamaño del vegetal), por lo que las plantas han desarrollado para ello tejidos conductores. Hay dos tipos de materiales a transportar y a cada uno de ellos corresponde un tejido encargado de transportarlo:
  1. Xilema o leño: transporte ascendente de agua e iones desde la raíz
  2. Floema: transporta materia orgánica de las partes verdes a los distintos órganos.


El xilema al llegar a su madurez funcional está constituido por células muertas y alargadas que, al no tener contenido citoplasmático, facilitan el transporte. Este tejido está formado por células conductoras, las traqueidas cuyo largo es del orden de los milímetros y los miembros de vasos (o vasos propiamente dichos), cuyo largo es de centímetros y a veces de metros. El diámetro funcional de los vasos es mayor que el de las traqueidas, carecen de paredes terminales por lo que son funcional mente más eficientes. El agua asciende por el xilema por la fuerza de la trasnpiracion, agua que se pierde por las hojas. Una planta madura de maíz puede transpirar 16 litros de agua por semana. Los valores pueden ser mayores en zona áridas. 
Las moléculas de agua esta unidas unas a otras por puente hidrogeno. El agua que se pierde a nivel de las hojas produce la difusion  de moléculas de agua adicionales provenientes del xilema de las hojas, creando un arrastre de las moléculas de agua a lo largo de la columna de agua que se encuentra en el xilema. Este "arrastre" permite que el agua pueda llegar desde las raíces a las hojas. La perdida de agua del xilema de la raíz produce el paso de agua desde la endodermis al xilema de la raíz.
La cohesión es la capacidad de permanecer juntas que tienen ciertas las moléculas de la misma clase. Las moléculas de agua son polares, poseen polos, uno ligeramente positivos y el otro ligeramente negativo, lo que causa su cohesión. En el interior del xilema, las moléculas de agua se comportan como una larga cadena que se extiende desde las raíces hasta las hojas.
La adhesión es la tendencia de permanecer juntas que tienen ciertas moléculas de diferentes clases. El agua se adhiere a las moléculas de celulosa de las paredes del xilema contrarrestando de esta manera la fuerza de la gravedad y ayudando, por lo tanto al ascenso del agua por el xilema.

La teoría de la cohesión - adhesión

La transpiración "tira" la columna de agua que se encuentra dentro del xilema. Las moléculas de agua que se pierden son reemplazadas por el agua del xilema de las hojas, causando un arrastre de agua en el xilema. La adhesión del agua a las paredes celulares del xilema facilita el movimiento hacia arriba dentro del mismo. Esta combinación de fuerzas adhesivas y cohesivas explican la forma en que se mueve el agua y dan el nombre a la teoría.








Transporte y almacenamiento de nutrientes
Las plantas fabrican azúcar por fotosintesis, generalmente en las hojas. Algo de este azúcar es usado directamente por el metabolismo de la planta, parte para sintetizar proteínas y lípidos y parte se almacena como almidon. Otras partes de la planta que, como las raíces no son fotosintéticas, también necesitan energía. El alimento, por lo tanto debe transportarse a esas parte, acción que es realizada por los tejidos del floema.

Floema, azúcar y translocación 
El floema consiste en varios tipos celulares: elementos cribosos (células cribosas en las gimnospermas y tubos cribosos en angiospermas), celulas acompañantes, y el parenquima vascular. Los elementos cribosos son células tubulares con terminaciones conocidas como placas cribosas. La mayoría pierden el núcleo pero permanecen vivas con una membrana celular funcionante. Las células acompañantes descargan azúcar en los elementos cribosos. Los fluidos pueden moverse hacia arriba o bajo dentro del floema, y son transportados de un sitio a otro. Se originan en los lugares donde se producen. 
El alimento se mueve a través del floema por un mecanismo de presión. El azúcar se mueve (en una etapa que requiere energía) desde una fuente (generalmente las hojas) a un sumidero (generalmente raíces) por presión osmótica. La translocación del azúcar dentro del elemento criboso produce que el agua entre en la célula, incrementando la presión de la mezcla agua/azúcar (savia del floema o elaborada). La presión causa que la savia fluya a zonas de menor presión, el sumidero. En este lugar el azúcar es extraído del floema en otra etapa que requiere gasto energético, y generalmente es convertido en almidón o metabolizado.


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