Definicion :

La transpiración es el proceso por el cual el agua es llevada desde las raíces hasta pequeños poros que se encuentran en la cara inferior de las hojas, donde se transforma en vapor de agua y se libera a la atmósfera. La transpiración, es esencialmente la evaporación del agua desde las hojas de las plantas. Se estima que alrededor de un 10% de la humedad de la atmósfera proviene de la transpiración de las plantas.

La transpiración de las plantas es un procesos que no se ve---debido a que el agua se evapora de la superficie de la hoja, tu no ves las hojas "transpirando". Durante la estación de crecimiento, una hoja transpirará una cantidad de agua mucho mayor a su propio peso. Un acre plantado con maíz, produce cerca de 11,400 - 15,100 litros (3,000- 4,000 galones) de agua por día, y un roble grande puede transpirar alrededor de 151,000 litros (40,000 galones) por año.


A las hojas de la planta llega gran cantidad de agua absorbida por las raíces, pero de la misma, sólo una pequeña parte se utiliza en la fotosíntesis. El resto, pasa al exterior en forma de vapor, proceso conocido como transpiración. Normalmente es muy difícil distinguir la transpiración de la evaporación proveniente del suelo por lo que al fenómeno completo se le denomina «evapotranspiración», siendo éste un parámetro importante en el diseño de la técnicas de regadío que se utilizarán.


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Efectos de la transpiración.


La transpiración tiene efectos positivos y negativos. Los positivos: le proporcionan la energía capaz de transportar agua, minerales y nutrientes a las hojas en la parte superior de la planta. Los negativos son la mayor fuente de pérdida de agua, esta pérdida puede amenazar la supervivencia de la planta, especialmente en climas muy secos y calientes Casi toda el agua se transpira por los estomas de las hojas y del tallo, por lo tanto una planta al abrir y cerrar sus estomas debe lograr un equilibrio entre la absorción de bióxido de carbono para la fotosíntesis y la pérdida de agua de la transpiración. El flujo de agua es unidireccional desde la raíz hasta el brote porque sólo éste puede transpirar. Una planta requiere para subsistir mayor cantidad de agua que un animal de peso semejante.

Proceso:


Con el desarrollo de las raíces, hojas y los sistemas conductores (xilema y floema), las plantas solucionaron problemas básicos de un organismo pluricelular fotosintético de vida terrestre, al poder captar el agua junto con el alimento y repartirlos a todas las células del vegetal. El sistema xilema, transporta agua e iones desde las raíces hasta las hojas. El otro sistema, floema, transporta sacarosa en solución y otros productos de la fotosíntesis desde las hojas hacia las células no fotosintéticas de la planta. El proceso de transpiración de las plantas produce la presión que empuja al agua hacia arriba, a todas las células de la planta. Este proceso continúa hacia las raíces, donde el agua en los espacios extracelulares que rodean al xilema es empujada hacia adentro por las perforaciones de las paredes de los elementos de los vasos y las traqueidas. Este movimiento del agua hacia arriba y hacia adentro finalmente causa que el agua presente en el suelo se mueva hacia el cilindro vascular por ósmosis a través de las células endodérmicas. La fuerza generada por la evaporación del agua desde las hojas, transmitida hacia abajo por el xilema hacia las raíces, es tan fuerte que se puede absorber agua de los suelos bastantes secos.
La transpiración tiene efectos positivos y negativos. Los positivos le proporcionan la energía capaz de transportar agua, minerales y nutrientes a las hojas en la parte superior de la planta. Los negativos son la mayor fuente de pérdida de agua, pérdida que puede amenazar la supervivencia de la planta, especialmente en climas muy secos y calientes Casi toda el agua se transpira por los estomas de las hojas y del tallo, por lo tanto una planta al abrir y cerrar sus estomas debe lograr un equilibrio entre la absorción de bióxido de carbono para la fotosíntesis y la pérdida de agua de la transpiración. El flujo de agua es unidireccional desde la raíz hasta el brote porque sólo éste puede transpirar. Una planta requiere para subsistir mayor cantidad de agua que un animal de peso semejante.
En un animal, la mayor parte del agua se retiene en el cuerpo y continuamente se recicla. En cambio en una planta, cerca del 90 % del agua que entra por el sistema de raíces la pierde al aire en forma de vapor. A este proceso se le llama transpiración y es consecuencia de que se abran los estomas para captar el dióxido de carbono para efectuar la fotosíntesis. Cuando entra el CO2 por los estomas a la hoja libera vapor de agua lo que permite la “refrigeración” de la hoja y la captación de agua por las raíces. Debido al gran calor latente de vaporización del agua, la temperatura de la hoja puede ser de 10 a 15 ºC menor que la del aire circundante. Como las células de las raíces y de otras partes de la planta contienen una concentración mayor que la de los solutos del agua del suelo, entonces el agua entra a las raíces debido al fenómeno de la ósmosis, y a la presión resultante se le llama presión radicular. La apertura y cierre de los estomas están relacionados con el movimiento osmótico del agua. Un estoma está delimitado por dos células oclusivas que abren cuando están turgentes y cierran cuando pierden turgencia por la pérdida de agua. La turgencia la genera el fenómeno de la ósmosis.


Mecanismos de defensa:


Las plantas xerófitas de climas estacionalmente secos, semiáridos o desérticos han desarrollado en su evolución numerosos mecanismos especiales: almacenes de agua en partes carnosas, reducción de densidad de estomas o de superficie de las hojas, recubrimiento de cera, tricomas, secreción de vesículas de aceites esenciales, etc... u otros procesos mucho más elaborados todo ello para reducir la pérdida de agua y mejorar la fotosíntesis.


Factores Que Influyen en el Proceso de Transpiración:


El flujo de agua en la planta depende de la anatomía interna de la planta y de las propiedades del agua. A medida que se hace más intenso el proceso de transpiración de la planta (el flujo de agua por el xilema es mayor) disminuye la presión del xilema, entonces se va haciendo mayor la diferencia entre la presión atmosférica y la presión del xilema lo que favorece el proceso de transpiración. El movimiento del agua en la planta lo explica la teoría de la (diferencia de presión) tensión-cohesión, que se basa en las propiedades del agua como el ángulo de enlace formado por los 2 enlaces covalentes y su longitud de enlace, la diferencia de electronegatividad entre el oxígeno y el hidrógeno, la formación de puentes de hidrógeno y la polaridad de la molécula de agua, lo que genera las fuerzas de cohesión, adhesión y la presión de vapor del agua.

Medida de la transpiración:


La cantidad de agua que regresa a la atmósfera por fenómenos de transpiración, se expresa de dos maneras:


- En mm de agua, equivalentes a dividir el volumen transpirado, por la superficie cubierta de transpiración. Es la forma más corriente usada en Hidrología.
- Mediante un coeficiente de transpiración ("transpiration ratio"), que expresa el cociente entre el peso del agua consumida y el peso de materia seca producida (excluidas las raíces, por razones prácticas). Se utiliza preferentemente en estudios agrónomos, pues en cierto modo, expresa el rendimiento con el que las plantas aprovechan el agua.

El principal problema de medir la transpiración radica en la dificultad para separarla de la evaporación física, en superficies naturales cubiertas con vegetación. Por ello, los principales procedimientos son generalmente de laboratorio.
Existen ciertas técnicas estándar como son los métodos gravimétricos, el cloruro de cobalto, la medición del vapor de agua, los métodos volumétricos y de conductancia estomática.
Algunos de los principales métodos son:

  • Freeman, y de forma similar, Garreau, miden el vapor de agua que recoge una campana de vidrio, cerrada en su base por una hoja de la planta, por el aumento de peso de una sustancia higroscópica colocada en el interior. El experimento demuestra la influencia de los estomas en la transpiración, pues colocando una campana de vidrio en el parte superior de la hoja y otra en la parte inferior, las cantidades de vapor de agua medidas están en proporción similar a la relación de densidad estomática.
  • Atmómetro de Livingston. Con él se obtienen resultados comparables a los de transpiración en algunas especies, y la variación diurna muy parecida a la de la transpiración.
  • Algunos métodos se basan en medir el cambio de peso de una planta por la pérdida de agua. El procedimiento más simple es cortar una planta e ir pesándola en intervalos regulares de tiempo, antes de que se marchite. No obstante, es bastante discutible la hipótesis de que la transpiración en la planta cortada se mantiene al mismo ritmo que en la planta viva.
    Uno de estos métodos es el de la pesada de plantas en potes, que se emplea en plantas que crecen en potes completamente cerrados. Se pesa la planta al comenzar la medición y luego se vuelve a pesar a intervalos de tiempo convenientes. La evaporación del suelo previene recubriéndolo con un material impermeable. Si se utiliza una maceta de cerámica, se debe impermeabilizar también. Se puede emplear con plantas pequeñas y aquellas que crecen en cultivos hidropónicos. Los resultados se expresan en gramos o mililitros de agua transpirada por superficie foliar por unidad de tiempo.
  • Los fitómetros se aproximan más a la realidad. Son grandes recipientes rellenos de un suelo, sobre el que se planta alguna especie vegetal. El suelo se protege contra la evaporación de modo que toda la humedad desprendida provenga de transpiración y ésta se determina por pesadas sucesivas.
  • Los potómetros. Es un método que se basa en la asumción de que la tasa de absorción de agua es casi igual a la tasa de transpiración. Son recipientes mucho más pequeños que los fitómetros, que sustituyen el suelo por agua de la cual se alimenta un corte de una hoja o tallo, cuyo extremo se introduce en el agua. Un potómetro, consiste por tanto, en un depósito en el que se introduce una rama, que previamente se ha introducido en un tapón de goma, y que debe quedar perfectamente sellado al cilindro. El recipiente de vidrio se conecta a un tubo capilar, al que se le introduce una burbuja de aire que actúa como indicador de la utilización de agua por transpiración. Es útil para estudios del efecto de los factores ambientales sobre la transpiración. Se utiliza en pedazos de ramas, tallos, hojas, etc., pero no en plantas completas.
  • Cambios de volumen de una solución o del agua. Se introduce una planta completa o una rama que se ha introducido en un tapón perforado de goma o silicona, en un cilindro graduado transparente bien hermético, con un volumen de agua conocido. Después de cierto tiempo bajo condiciones de campo o de invernadero, se mide de nuevo el volumen y ese será el volumen de agua transpirado. Se determina el área foliar y se expresan los resultados en cm3 de H2O x cm2 de superficie foliar por hora.
  • Se puede recolectar el agua transpirada, introduciendo una rama en una bolsa transparente de plástico, que se ata al tallo. El agua transpirada se condensa en el interior de la bolsa. Luego se mide el volumen de agua o se pesa la bolsa con el líquido. Los resultados se expresan en cm3 de H2O x cm2 de superficie foliar por hora
  • Uso del cloruro de cobalto. La transpiración se indica por un cambio de color de un pedazo de papel de filtro impregnado en una solución al 3% de cloruro de cobalto, que se aplica sobre una hoja y se mantiene en posición con un clip. Cuando está seco es de color azul y cuando se humedece, es de color rosado. La velocidad con que el papel cambia de color es una indicación de la velocidad de transpiración.
    Este método se puede utilizar para medir tasas relativas a la transpsiración de diferentes especies vegetales.
  • Método del analizador de gases en infrarrojos (IRGA). Se basa en la absorción que presenta el vapor de agua en la zona del infrarrojo del espectro. Se mide la cantidad de vapor de agua antes de pasar sobre una hoja y después que ha pasado sobre la hoja. Una de las limitaciones que presenta este método radica en que el órgano foliar se encierra en una cámara, lo que altera la tasa transpiratoria.
  • Medida de la apertura estomática.
    • Réplica. Mediante este procedimiento se obtiene una réplica de la epidermis foliar, usando acetato de celulosa, pintura de uñas transparente, que se deja secar sobre la superficie foliar. Luego se despega con una aguja o pinza de disección y se observa al microscopio. Se ha utilizado con mucho éxito la silicona y cinta adhesiva transparente.
    • Porometría. Permite determinar la conductividad estomática como un índice de la apertura y cierre de lose estomas. Mide el flujo de gases o la difusión que se realiza a través de los estomas. Los porómetros más modernos permiten registros informáticos.
    • Intercambio gaseoso. Se mide la tasa de transpiración de una hoja con un área superficial (s) en cm2, como la diferencia entre la tasa de vapor de agua que entra en la cámara y la que sale. De donde: sE = UoWo-UeWe, siendo E la tasa de transpiración por unidad de área foliar (mol . m2/sg). Ue y Uo son los flujos molares de aire que entran y salen de la cámara. We y Wo son las fracciones molares de vapor de agua de la corriente de aire que entra y sale de la cámara. Después de algunos cálculos laboriosos se puede estimar la conductancia estomática.

A escala natural se han hecho algunas experiencias en cuencas pequeñas consistentes en ver los efectos que sobre la escorrentía produce una reducción de vegetación. En zonas áridas pobladas con platas freatofitas, durante períodos de sequiaje, se puede obtener una razonable aproximación del valor de la transpiración, midiendo las fluctuaciones de nivel de agua en pozos de la zona, si ésta, está bien definida hidrológicamente.


Consecuencias de la transpiración:

  • Cuando los estomas están abiertos la planta pierde agua por transpiración, pero también capta el CO2 atmosférico, y la fotosíntesis puede tener lugar. La transpiración, podría considerarse como el coste fisiológico de la fotosíntesis, pero hay que tener también en cuenta otras consideraciones.
  • La evaporación del agua consume una cantidad de energía considerable, debido al elevado calor latente de vaporización de esta sustancia, energía que procede de la energía radiante que la hoja recibe. La transpiración, por tanto, contribuye al balance térmico de la hoja. Si esa fracción de la energía no se gastara de esta manera, aumentaría la temperatura de la hoja, pudiendo llegar a límites incompatibles con la actuación de los sistemas enzimáticos y con la mayoría de los procesos metabólicos.
  • La transpiración es, además, el mecanismo que origina la tensión en el xilema y el ascenso del agua en la planta. Mecanismo que permite la distribución en toda la planta del agua y de los nutrientes minerales absorbidos por las raíces.



Glosario:
  • Evapotranspiración: es la pérdida de humedad de una superficie por evaporación directa junto con la pérdida de agua por transpiración de la vegetación. Se expresa en mm por unidad de tiempo.


Transpiracion cuticular


Según la clase de planta: estas pueden ser de Sol que presentan cutícula más gruesa o de sombra que presentan cutícula menos gruesa.
  • Según la edad: en hojas jóvenes representa más del 50% del total ( hojas poco cerosas) , mientras que en hojas adultas representa menos del 10%( hojas muy cerosas).

ACTIVIDAD

http://croptechnology.unl.edu/animationOut.cgi?anim_name=transpiration_esp.swf

A las hojas de la planta llega gran cantidad de agua absorbida por las raíces, pero de la misma, sólo una pequeña parte se utiliza en la fotosíntesis. El resto, pasa al exterior en forma de vapor, proceso conocido como transpiración. Normalmente es muy difícil distinguir la transpiración de la evaporación proveniente del suelo por lo que al fenómeno completo se le denomina «evapotranspiración», siendo éste un parámetro importante en el diseño de la técnicas de regadío que se utilizarán.