La nutrición en las plantas

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El agua de la vida

Por Víctor Bataller Gómez

Existen árboles como las “Secuoyas” que nos sorprenden por su impresionante altura. Hay ejemplares de Eucaliptus Regnans, conocido comúnmente como “eucalipto gigante” o “gomero gigante”, con ejemplares que están entorno a los 100 metros de altura. Una duda asalta al sorprendido visitante cuando contempla tanta majestuosidad: ¿cómo es posible elevar el alimento a tanta altitud? Con las normas de necesidades energéticas que conocemos esto supondría que el árbol debería estar conectado a una bomba de 10 CV (7350 W) los 365 días del año, las 24 horas. Pues la culpa de todo ello la tiene una vieja conocida: el agua.

El agua garantiza los procesos biológicos en nuestro planeta, de hecho, nosotros somos más de un 70% agua, otros organismos son prácticamente un 99% y en el mundo vegetal constituye entre un 60 % y un 90%. En ella se desarrolla el 65% del total de las formas de vida conocidas. De todas sus propiedades que la hacen tan especial destacan:

Disolvente: la disposición espacial de su estructura atómica (dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno) da lugar a una molécula muy bipolar (un lado positivo, cercano al átomo de oxígeno, y otro negativo, que coincide con los átomos de hidrógeno). Gracias a esto favorece las reacciones químicas y se comporta como un gran disolvente, facilitando el transporte o incorporación a otros medios de sustancias polares o iónicas (sales inorgánicas, azúcares, etc…) y no de sustancias apolares, como es el caso de las grasas.

  Elevado calor específico: se refiere a la energía calorífica necesaria para elevar la temperatura de un gramo o centímetro cúbico de agua en un grado Celsius (1ºC). De hecho el calor específico del agua es de 1 caloría por gramo, la más alta, sólo superada por el Litio. Esto le permite ser un magnífico regulador de la temperatura para todos los organismos vivos que la poseen, dado que por mucho que se eleve la temperatura en el exterior, en el medio interno se mantiene constante (en el caso del ser humano, entorno a los 36 ºC).

Elevado calor latente de vaporización: es la energía necesaria para pasar de estado líquido a estado gaseoso, a temperatura constante. Gran parte de la energía recibida por un sistema que contenga agua se emplea en su evaporación, y no se traduce en un aumento de la temperatura, por ejemplo: un embalse de agua pierde del total de su volumen por evaporación hasta un tercio del agua embalsada (un 30% aproximadamente), pero su temperatura durante el día se mantiene más o menos constante. Esto permite la evapotranspiración en las plantas sin que se altere su temperatura interna.

Elevada cohesión: se produce gracias a los puentes de hidrógeno que permiten la unión entre moléculas de agua, creándose así las formas líquida (moléculas más juntas entre sí) o sólida (moléculas más separadas) y que al romperse y quedar cada molécula por libre pasa a la fase gaseosa. Ellos son los responsables de todas las propiedades vistas anteriormente.

La interacción entre las moléculas de agua y una superficie, como la pared celular en las células vegetales se denomina adhesión. En las vacuolas de las células vegetales el agua ejerce presión sobre el protoplasma y pared celular, manteniendo así la turgencia en hojas, raíces y otros órganos de la planta.

Pero el factor más importante del agua en la planta es el de la transpiración. Más del 80% del agua que la planta toma por las raíces se transmite al aire en forma de vapor de agua. Esto ocurre al estar los estomas abiertos para que la planta capte el dióxido de carbono necesario para la fotosíntesis. Por ello una sola planta de cáñamo necesita entre 350-400 litros de agua desde su siembra hasta la retirada del cultivo.

Por ello es muy importante saber el estado hídrico de la planta, es decir, la cantidad de agua que posee y si es suficiente; pero es también muy importante conocer como se encuentra ésta agua en la planta y en el suelo, es decir, si el agua que está en el suelo pasa a la planta, y esto depende del potencial hídrico.

La movilidad de las moléculas de agua depende de su energía libre y para poder determinarla tenemos el potencial hídrico (Y) que se mide en atmósferas (atm), bares (bar) o pascales (Pa). A una masa de agua pura, libre, sin interacciones con otros cuerpos, y a presión normal, le corresponde un potencial hídrico igual a 0.

El potencial hídrico (Y) viene definido por la siguiente fórmula:

Y = Yp + Yo + Ym

El Yp o potencial de presión, es nulo a presión atmosférica, positivo con presiones por encima de la atmosférica, y negativo en condiciones de tensión o vacío.

El Yo o potencial osmótico, representa la disminución de la capacidad de desplazamiento del agua debido a la presencia de solutos disueltos en ella. A medida que la concentración de soluto aumenta, el Yo se hace más negativo. Sin la presencia de otros factores que alteren el potencial hídrico, las moléculas de agua de las disoluciones se moverán desde lugares con poca concentración de solutos a lugares con mayor concentración de soluto. Esto es, si disolvemos agua salada en agua dulce la sal se reparte homogéneamente adquiriendo toda el agua la misma concentración de soluto.

El Ym o potencial matricial, representa el grado de retención del agua, debido a las interacciones con matrices sólidas o coloidales, puede valer cero, si no hay interacciones, o ser negativo.

Es necesario tener presente la influencia de la temperatura: un aumento de temperatura tiene un efecto positivo sobre el potencial hídrico y una reducción de la temperatura tiende a disminuirlo. En los seres vivos es siempre negativo o 0.

El agua se mueve de forma espontánea desde una zona de potencial hídrico elevado a una zona con el potencial hídrico bajo, independientemente de la causa que provoque esta diferencia. Cuando dos masas de agua tienen diferente potencial hídrico, habrá un desplazamiento del agua de forma espontánea desde el lugar con mayor potencial hídrico hacia el lugar con menor potencial hídrico. Si en el camino no hay barreras este desplazamiento se realizará sin aporte de energía.  El flujo de agua será directamente proporcional a la diferencia de potencial hídrico pero también dependerá de las resistencias que encuentre en su recorrido y ante varios caminos posibles el flujo se dirigirá mayoritariamente a través de las zonas de menor resistencia.

En la célula vegetal el agua está presente en la pared celular y en el protoplasto (principalmente en la vacuola). Los flujos de entrada y salida de agua en la célula dependerán de la diferencia de potencial hídrico. Si una célula vegetal turgente es hipertónica en relación al fluido que le rodea, entra agua (Yinterno< Yexterno). La expansión de la célula depende del trabajo que hace la pared contrarrestando la tendencia al ensanchamiento. Por otro lado, una célula vegetal empieza a marchitarse cuando se coloca en una disolución isotónica y el agua ya no presiona para entrar en la vacuola (Yinterno= Yexterno). Por último, la célula en una disolución hipertónica pierde agua hacia el medio externo y, por lo tanto, se colapsa, separándose la membrana plasmática de la pared celular (Yinterno> Yexterno). En ese momento se dice que ocurre la plasmólisis.

Fuera de la planta el potencial hídrico de la atmósfera está relacionado con la Humedad Relativa (HR) del aire. La humedad relativa nos mide la relación entre la cantidad de vapor de agua presente en una masa de aire y la cantidad máxima de vapor que esa masa podría admitir a una temperatura determinada, es decir, expresa el porcentaje de vapor de agua contenido en una masa de aire.

Por otro lado el suelo es un sistema poroso formado por infinidad de partículas sólidas de diferentes tamaños y composición química. Los espacios que dejan estas partículas están ocupados en parte por aire y en parte por agua, por lo tanto en el potencial hídrico del suelo influye sobre todo el potencial matricial, debido a las fuerzas de interacción que aparecen en las superficies de contacto entre las partículas del suelo y el agua. Dependiendo de su comportamiento tenemos dos tipos de agua en el suelo: el agua gravitacional que se infiltra por gravedad a las capas profundas y el agua capilar que permanece retenida por las partículas del suelo, disponible para ser absorbida por las raíces, aunque también puede evaporarse.

Cuando un suelo saturado de agua ha perdido su fracción de agua gravitacional pero conserva toda el agua capilar se dice que se encuentra en Capacidad de Campo. También se reconoce a éste término cuando los poros del suelo se encuentran ocupados por agua y aire a partes iguales.

Otro término fundamental para explicar el agua en el suelo es el Punto de Marchitamiento Permanente (PMP) que es momento en que la planta no puede absorber el agua capilar dado a que su cantidad es muy baja. Aparecen signos de marchitamiento que ya no desaparecen aunque le añadamos agua al suelo, es irreversible. Por lo tanto no debemos llegar nunca a él.

Es muy importante conocer las cantidades de agua que disponemos en los tres medios porque si no podremos entrar en un punto de no retorno. En la actualidad podemos disponer de herramientas que nos permitan saber si el agua está en las cantidades idóneas para poder llevar a cabo nuestro cultivo, pero sin duda de todos ellos el más importante y del cual deberíamos disponer por su costo económico y asequible es en Tensiómetro que se usa para la medición del potencial hídrico del suelo y te indica el momento en que debes regar y cuánta agua debes aplicar. No sólo es una herramienta para evitar la falta de agua sino de ahorro de la misma. Conozcamos sus partes y lo más importante de todo: su instalación y lectura.

Partes de un tensiómetro

Está provisto de una cápsula porosa de porcelana que permite el paso controlado de agua en la parte inferior y que está conectada a un tubo vacío de plástico que le da rigidez a todo el instrumento y permite el almacenamiento de agua entre el indicador y la copa porosa de la cerámica. Un  tanque de reserva para el almacenaje de agua y mantenimiento periódico del tensiómetro. Por él se conecta la bomba de vacío en el momento que sea necesario restaurar las condiciones de vacío. Por último dispone de un indicador de succión que tiene una esfera graduada generalmente del 1 al 100. Cada número significa un “centibar” que equivale a la succión creada al liberarse una columna de agua de 10 centímetros de altura al nivel del mar.

Instalación

Se rellena el tensiómetro con agua destilada completamente y se coloca la zona de la cápsula porosa en un recipiente con agua destilada cubriéndola totalmente y sin el tapón del tanque de reserva durante 24 horas. Al transportarlo al sitio definitivo y para evitar que se seque envolver la cápsula con un paño húmedo.

Se hace un hoyo con el tamaño necesario que deje la cápsula de porcelana en el medio del sistema radicular y alejado del tronco también a una distancia intermedia. Se deposita un puñado de tierra muy fina en el fondo. Se coloca el tensiómetro presionando con mucho cuidado y se termina de rellenar el hoyo con más tierra fina. Una vez instalado, se agrega agua destilada hasta rellenar y damos ligeros golpes para que salgan las burbujas de aire del interior. Puede que el tensiómetro necesite ser llenado con agua de nuevo pero normalmente en condiciones de riego el tensiómetro se llena por sí solo. Tampoco suele ser necesario emplear bomba de vacío si la instalación se ha realizado correctamente. Una vez instalado se quedará sin ser extraído ni manipulado hasta el final del cultivo

La lectura

La lectura debe ser diaria a la misma hora y siempre antes del riego. La interpretación de las lecturas en centibares (cb) es la siguiente: de 0 a 10 cb, indica que el suelo está totalmente saturado de agua y puede haber problemas de encharcamiento y asfixia radicular. De 10 a 20 cb, indica que la humedad está a disposición de la planta con un esfuerzo mínimo. Para cultivos muy sensibles a la asfixia radicular esta suele ser una zona también a evitar. De 30 a 60 cb, es el rango donde se alcanza la capacidad de campo siendo el óptimo para casi todos los cultivos de 45 cb. A partir de 60 cb indica que la planta está padeciendo estrés y es el momento de volver a regar.

Ya hemos visto los tres medios que influyen en el flujo de agua del sistema continuo suelo-planta-atmósfera. Analicemos ahora como se produce ese dicho flujo.

 

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