EL AGUA EN EL CÉSPED: FUNCIONES, FLUJO Y FORMAS

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El agua es esencial para tener un césped de calidad, pero… ¿Cómo “trabaja” el agua dentro del pasto? Aquí un panorama de la interacción agua-césped, que hace posible la superficie de juego del golf.

Mayo 13, 2021 | Dr. Tom Samples; Dr. John Sorochan; Dr. Alan Windham.

Proteger a la planta contra fluctuaciones de temperatura, mantener la estructura de la planta y facilitar la fotosíntesis, son algunos de los roles que juega el agua en cada hoja del césped.

Se estima que el agua conforma el 71% de la superficie terrestre y que, el 96.5% del agua en la tierra, es agua salada contenida en los océanos. Se calcula que solo un 3.5% es agua dulce, de la cual un 69% se encuentra en los glaciares y casquetes polares. Poco más de un 0.7% del agua dulce del planeta, se encuentra bajo tierra, en ríos, lagos y arroyos.

A continuación, haremos un resumen de cómo este recurso funciona y fluye dentro del césped, haciendo posible las superficies recreacionales y otorgando beneficios estéticos y ambientales.

Cómo funciona el agua en el césped

El agua es esencial para la germinación de las semillas y el crecimiento de la planta, conformando hasta el 75% o más del peso de un césped en crecimiento. Las raíces contienen la menor cantidad de agua, al contrario de tallos y hojas.

El agua se mueve por difusión desde la solución del suelo, hacia el interior de los vellos radiculares. Una vez dentro de la planta, el agua le ayuda a protegerse de cambios repentinos de temperatura.

Tanto moléculas orgánicas como inorgánicas, incluyendo azúcares y minerales esenciales, se mueven al interior de las células en agua. Se estima que entre un 1% al 3% del total de agua que toma el césped todos los días, se requiere para las reacciones bioquímicas internas en las células de la planta, así como división celular y crecimiento.

Aunque esta cantidad parezca pequeña, comparada con la cantidad total que usan los céspedes, es vital para la vida de la planta. Sin agua, el césped no podría transformar la luz del sol en energía química por medio de la fotosíntesis (6 CO2 + 6 H2O → C6H12O6 + 6 O2). Los pastos de clima cálido, son más eficientes que los de clima frío, en relación a la fotosíntesis. Los pastos de clima frío requieren hasta tres veces más agua que los de clima cálido, para producir la misma cantidad de brotes o tejido radicular. Se necesitan hasta 600 libras de agua para producir una libra de material seca de césped.

La toma de agua es crucial para mantener la rigidez de las células y la presión de los tejidos celulares. La presión de turgencia es la presión ejercida por el fluido contenido dentro de la membrana celular, empujando la membrana contra la pared celular, jugando un rol clave en procesos como el crecimiento, desarrollo y respuesta al estrés. La toma de agua también soporta la habilidad del césped, para tolerar el pisoteo y el paso de los equipos de mantenimiento o carritos. El agua es la responsable de la presión que desdobla las hojas, la apertura de los estomas y el movimiento de raíces y rizomas en el suelo.

Cómo se mueve el agua en el césped

Absorción

Suelo

Los niveles de oxígeno en los espacios porosos del suelo se mueven en el rango del 0% al 21%, mientras que los niveles de dióxido de carbono usualmente van del 0.03% al 20% o más. El contenido de vapor de agua en el suelo quizá exceda 80%. Una pequeña cantidad de oxígeno se encuentra disuelta en la lluvia o en el agua de riego. El aire se mueve dentro del suelo, conforme el agua se mueve de forma vertical dentro del perfil.

Pasto tall fescue salpicado de gotas de lluvia. 

Conforme el pasto crece, la transferencia de agua con el suelo, la planta y la atmósfera, es continuo. El mayor volumen de agua que proviene del suelo, se absorbe en la zona de vello de la raíz. La presencia de estos vellos radicales, incrementa la superficie de absorción del sistema radicular de la planta. El largo de estos vellos radicales, es variable según la especie de pasto y se ve afectada, por la edad de la raíz y las condiciones ambientales durante el desarrollo de la misma. Los pelillos radicales viven por solo algunas semanas, antes de ser reemplazados conforme la raíz se expande y madura. El número de pelillos radicales disminuye con excesos de humedad.

La cantidad de agua que el pasto toma del suelo, está obviamente influenciada por la profundidad y masa radicular; el rango de extensión de la raíz; la cantidad de agua disponible en el suelo; el nivel de transpiración y la temperatura del suelo. El agua se absorbe primero en los niveles superficiales y posteriormente, a mayor profundidad conforme el agua se va agotando. A veces, raíces sin vida son capaces de absorber agua.

Follaje

El agua, ya sea en forma líquida o gaseosa, entra por los brotes y hojas del pasto a través de pequeñas grietas (menos de 1 nanómetro en diámetro) o poros trans-cuticulares. La absorción de agua desde las hojas y tallos, no ocurre de forma general a través de los estomas, debido a la presencia de ceras. La absorción foliar de agua, es usualmente más rápida en hojas jóvenes. El tamaño de las gotículas de agua puede variar en un rango de 50 (niebla) hasta 500 (extremadamente fino) micrones. La cantidad de agua absorbida por el follaje bajo condiciones “normales” de crecimiento, es sólo una porción mínima del total absorbido por las raíces de la planta.

Evapotranspiración

La evapotranspiración, o ET, es el proceso por el cual, el agua se transfiere de los tejidos vegetales a la atmósfera. Consiste de dos acciones: evaporación y transpiración. La evaporación es el proceso físico que resulta del cambio de estado del agua en la superficie de la planta, de líquido a vapor. La transpiración es el proceso de la planta en el cual el agua se evapora a través de los estomas, que son los poros en la epidermis de las hojas y tallos, que se abren y cierran para controlar el flujo de intercambio gaseoso. La cantidad de agua perdida por evaporación de la superficie de las plantas, es mínima comparada con la que se pierde por transpiración. La conversión de agua líquida a vapor de agua, requiere de 570 calorías por gramo de agua (más o menos 259,000 calorías por libra). Dado que esa cantidad de energía se consume para que el agua líquida se evapore, la evapotranspiración produce un efecto de enfriamiento.

Las condiciones ambientales — incluyendo humedad del suelo, viento, luz solar (energía radiante), humedad relativa (presión del vapor atmosférico) y la temperatura — afectan el ritmo con el que la humedad se pierde de la superficie del césped. El ritmo de ET usualmente es bajo en días nublados con alta humedad relativa, baja temperatura del aire y poco viento. Las más altas pérdidas por ET ocurren en días calientes y soleados, con baja humedad relativa y vientos moderados o fuertes. Para mejorar el enfriado por evaporación, se pueden colocar ventiladores en el perímetro de los greens del campo de golf, que tengan deficiencias con el flujo de aire.

Transpiración

La transpiración es la liberación de agua (evaporación) por las hojas. Algunas definiciones nos ayudarán en esta explicación:

  • Las células del mesófilo son mayoría en el interior de la hoja, entre las capas superior e inferior de la epidermis. Éstas células son relativamente grandes y tienen vacuolas y muchos cloroplastos. Como resultado, éstas se especializan en procesos fotosintéticos.

  • Las células de la epidermis de la raíz se encuentran entrelazadas, formando una capa que funciona como una barrera entre la raíz de la planta y el “ambiente” del suelo. Una de las principales funciones de la epidermis de la raíz, es la absorción de agua y nutrientes minerales del suelo.

Transpiración Estomática

Dependiendo de la especie de césped, la densidad estomática va desde los 1,000 hasta los 6,000 por centímetro cuadrado en el envés de la hoja, y desde 4,000 hasta 10,000 por centímetro cuadrado en el haz de la hoja. Aunque los estomas solo conforman del 2% al 3% del total del área de la hoja, son los responsables de hasta el 90% del total del agua perdida por transpiración. El intercambio de oxígeno y dióxido de carbono, se hace a través de los estomas abiertos.

En la transpiración estomática, el agua se evapora de la superficie de las células del mesófilo. Luego, el vapor se mueve a los espacios intercelulares antes de difundirse, por gradientes de presión, en los espacios de la cavidad estomática y eventualmente, a la atmósfera. La medida de este gradiente de presión del vapor, se usa para predecir la evaporación del agua del césped a la atmósfera, teniendo mayor evaporación a altas temperaturas del aire y bajos niveles de humedad relativa.

El valor de la transpiración estomática está en función del gradiente de presión del vapor de agua. Una porción del agua que va de la raíz a las células del mesófilo de los estomas, es desviada a varios tejidos especializados dependiendo de los potenciales de gradiente de agua que se presenten.

Xilema

El Xilema es un tejido conductivo no vivo, responsable del movimiento del agua y los nutrientes minerales esenciales desde la raíz, hasta los rizomas, estolones, brotes y hojas. El xilema es continuo, desde el pelo de la raíz hasta las células del mesófilo de las hojas

El agua entra por el vello de la raíz por ósmosis y se mueve por el xilema, difundiéndose por paredes de tejido que pueden o no estar perforadas. Eventualmente, gran parte del agua se pierde por los estomas en forma de vapor. Se establece un gradiente hidrostático entre la zona de evaporación en las hojas, con la región de absorción de agua en la raíz. La evaporación del agua produce un decremento en el potencial hídrico de las células del mesófilo. Esto provoca que el agua en el xilema se mueva a cubrir esos vacíos en las células mesofílicas. Este efecto de “sifón” por el cual el agua se transfiere de un sitio abundante a otro sitio donde es escasa, se conoce como “empuje por transpiración.” El empuje por transpiración, mueve el agua de las células de la raíz a las zonas bajas del xilema.

Transpiración cuticular

Aunque la mayor parte de la pérdida de agua por transpiración ocurre por los estomas, algo se pierde por evaporación a través de la cutícula de células de la epidermis, mientras los estomas están cerrados. La cutícula sirve como una película protectora que consiste de polímeros de lípidos e hidrocarburos, que contienen cera.

El grosor de la capa cuticular, está directamente relacionada con la cantidad de agua perdida por transpiración. Aunque el grosor de la cutícula está determinado principalmente por la genética y varía entre las especies de césped, las investigaciones indican que la cutícula de la planta responde a la edad de la hoja y a los cambios ambientales. Por ejemplo, la masa de la cutícula y la cantidad de cera, generalmente se incrementa conforme la hoja se hace más vieja y, por otro lado, el sombreo provoca una reducción en el grosor de la misma.

Haces vasculares

Los haces vasculares son hebras largas de tejido vascular en las hojas, tallos y raíces, que contienen xilema, floema (lo veremos más adelante) y células de soporte. Los haces vasculares de las hojas del césped, tienen la misma estructura de xilema y floema que en los tallos. Muchas de las venas en la hoja del césped están conformadas por un solo haz vascular, mientras que la nervadura de la hoja puede tener varios haces vasculares. El acomodo de los elementos de xilema y floema en venas largas, se ve igual que en el tallo.

Floema

Parte de los haces vasculares, el floema es tejido vivo que transporta compuestos orgánicos solubles hechos durante la fotosíntesis, azúcares, a donde son requeridos por la planta. Algo del agua requerida por los pastos, la usa el floema para transportar azúcar hacia arriba (movimiento acropétalo) y hacia abajo (movimiento basipétalo).

El floema contiene elementos cribosos y sus células adyacentes. La glucosa, sucrosa y la fructosa, se mueven de las células fotosintéticas a las células adyacentes, que están junto a los elementos cribosos del floema. El movimiento de azúcares a los tubos cribosos reduce el potencial de agua, por lo que el agua se toma del xilema por ósmosis, aumentando el potencial de presión en los elementos cribosos. Las diferencias en la presión interna, conducen la savia en el floema a través de los elementos cribosos, hasta células de almacenamiento. Conforme los azúcares llegan a estos tejidos de almacenamiento, el potencial de agua dentro de los elementos cribosos se incrementa, por lo que el agua regresa al xilema, por ósmosis.

Formas del agua

Nieve

Adicionalmente de proteger al césped de bajas temperaturas y deshidratación, una capa de nieve limita tanto el congelamiento como descongelamiento del suelo, así como el levantamiento del suelo por estos fenómenos. El césped pudiera quedar con sus raíces expuestas si esto llega a suceder.

Rocío

El rocío se forma cuando la superficie terrestre se enfría, como resultado de la pérdida de radiación infrarroja, a una temperatura menor que la del punto de rocío del aire circundante. La humedad relativa es 100% cuando el punto de rocío y la temperatura, son iguales. Si la temperatura disminuye, se produce la condensación, formándose pequeñas gotas de agua. El pasar una manguera sobre los greens con bentgrass en las mañanas para remover el rocío, es una práctica cultural para prevenir el dólar spot (Clarireedia spp.), pero podría diseminar la enfermedad si el hongo está activo.

Fluido de Gutación

Bajo ciertas condiciones ambientales, una pequeña cantidad de agua conteniendo exudados de la planta (fluido de gutación), puede moverse a través de pequeñas aberturas llamadas “hidatodos”, localizadas al final de las hojas sin cortar. Estos exudados contienen sales minerales, azúcares, amino ácidos y otros compuestos orgánicos.

Fluido de gutación congelado en bentgrass. 

Las gotas de fluido de gutación, puede ser también el resultado de la exudación directa de hojas recién cortadas. La exudación ocurre usualmente, cuando las condiciones ambientales provocan una rápida absorción de agua por las raíces y, al mismo tiempo, restringe la transpiración. Estas condiciones provocan un incremento en la presión de la raíz y se eleva la presión de turgencia en la punta de la hoja.

La exudación de la hoja, se presenta más frecuentemente durante la noche o las primeras horas de las mañanas, siendo promovida por el riego rutinario, altas dosis de nitrógeno y poda frecuente y a bajas alturas. Días calurosos seguidos de noches frescas, también favorecen la exudación de la hoja. Se pueden observar pequeñas quemaduras en la punta de las hojas, provocadas por altas concentraciones de algún soluto, las cuales pueden notarse cuando se evaporan las gotas o son reabsorbidas por la hoja.


AUTOR: Tom Samples es profesor y especialista en ciencias del césped de la Universidad de Tennessee, ubicada en Knoxville.

John Sorochan es un distinguido profesor en ciencias del césped, también de la Universidad de Tennessee.

Alan Windham es profesor y especialista en fitopatología, enfocado en el diagnóstico y manejo de enfermedades del césped y plantas ornamentales, micología, microscopía y macrofotografía. Él trabaja en el centro de Plantas y Plagas de la Universidad de Tennessee, ubicado en Nashville.

TRADUCTOR: IA Mauricio Aguirre García. Servicios de Atención al Cliente y Equipos Especializados Toro en TERMSA.

PUBLICACIÓN: Golf Course Management. Mayo 2021. Título Original: Water in turf grass. https://www.gcmonline.com/course/turf/news/turfgrass-water-functions


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