Biofísica del transporte de agua en el sistema suelo-planta
En el presente trabajo se investigaron mecanismos y procesos biofísicos y fisiológicos que regulan el transporte de agua a través del continuo suelo-planta-atmósfera en sabanas del planalto Brasilero (Cerrado). Se evaluó la existencia, la magnitud y las posibles consecuencias de la redistribución hidráulica (RH) y el papel que desempeñan los reservorios internos de agua en el balance hídrico de los árboles del Cerrado. Al trabajar a distintas escalas fue necesaria la utilización de diferentes metodologías, incluyendo un modelo de simulación numérica para obtener resultados a nivel de ecosistema y explorar sus consecuencias. La existencia de RH fue determinada por tres técnicas independientes: a- uso de un método de pulsos de calor para la determinación de flujos reversos o negativos (desde la raíz al suelo) en las raíces de los árboles, b-utilización de técnicas isotópicas y c- a través del análisis de las fluctuaciones diarias en los potenciales hídricos del suelo (Ψsuelo). Los patrones de flujo de las raíces de los árboles mostraron que durante la estación seca, el agua obtenida a profundidad es liberada, fundamentalmente durante la noche, en los horizontes más superficiales del suelo a través de los sistemas radiculares. En consistencia con esto, los experimentos de manipulación realizados con agua deuterada mostraron que el agua capturada por las raíces pivotantes de plantas que realizan RH es transportada y liberada al suelo por las raíces superficiales. La RH fue asociada con la dinámica foliar estacional de las plantas y la arquitectura de los sistemas radiculares. Las especies deciduas y brevideciduas con sistemas radiculares esencialmente dimórficos fueron las que presentaron la mayor frecuencia de ocurrencia de RH. Ambas técnicas permitieron determinar que la contribución de la RH por parte de los árboles al uso total diario de agua del ecosistema es de escasa magnitud (1%). Este aporte no explicó las fluctuaciones diarias en los Ψsuelo, sugiriendo que la RH realizada por el estrato herbáceo-arbustivo o que los movimientos de agua en el suelo por flujo no saturado podrían ser los responsables de las recuperaciones nocturnas del Ψsuelo. La posterior utilización de un modelo de simulación numérica permitió determinar que la mayor contribución al incremento del Ψsuelo durante la tarde y la noche fue aportada por la RH y que el flujo de agua no saturado representa como máximo 9,6 % de dicho incremento. Las simulaciones de las variaciones de los Ψsuelo indicaron que durante la estación seca la RH podría representar, en valor medio, el 28% de la evapotranspiración total media del Cerrado. Los resultados simulados en ausencia de RH mostraron que los Ψsuelo de los horizontes superficiales disminuirían suficientemente como para que las raíces experimenten grandes pérdidas de sus conductividades hidráulicas con la consecuente disminución de la capacidad del sistema de transporte de agua de las plantas. El grado de ajuste entre los resultados obtenidos por simulación y los valores observados de Ψsuelo en el campo para distintas profundidades varió entre 82 y 91 %. Los estudios realizados sobre la capacitancia de los tejidos de los troncos y ramas (corteza y xilema) demostraron que los reservorios de agua contribuyen a mantener la eficiencia del sistema de transporte de agua y a reducir las variaciones diarias y estacionales en los potenciales hídricos foliares. Las especies con mayor capacitancia total (190 Kg m-3 MPa-1) alcanzaron valores de potenciales hídricos foliares mínimos menores que especies con menor capacitancia (60 Kg m-3 MPa-1). El uso de agua de los reservorios internos fue asociado a las fluctuaciones diarias en los diámetros de los troncos, medidas con dendrómetros electrónicos, y a la dinámica de los flujos basales de agua y de la transpiración. La contribución de estos reservorios al uso diario total de agua calculada a través de las propiedades biofísicas de los tejidos y de los retardos entre el inicio de los flujos basales y de las ramas representaron entre 11 y 30%, dependiendo de la especie. Este estudio demuestra que el transporte de agua en el continuo suelo-planta en árboles de sabanas Neotropicales no solo esta determinado por las magnitudes y las variaciones de las resistencias y fuerzas motrices sino que también intervienen otros mecanismos y procesos como la RH y la capacitancia interna de las plantas que ayudan a amortiguar los efectos de déficit hídricos diarios y estacionales.
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| Format: | info:eu-repo/semantics/doctoralThesis biblioteca |
| Language: | spa |
| Published: |
Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales
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| Subjects: | CAPACITANCIA, DENDROMETROS, FLUJO DE AGUA NO SATURADO, FLUJO REVERSO, METODO DE PULSOS DE CALOR, POTENCIAL HIDRICO, SABANAS NEOTROPICALES, REDISTRIBUCION HIDRAULICA, RESERVORIOS INTERNOS DE AGUA, RESISTENCIAS HIDRAULICAS, CAPACITANCE, DENDROMETERS, HEAT PULSE METHODS, HYDRAULIC REDISTRIBUTION, ISOTOPIC TECHNIQUES, NEOTROPICAL SAVANNAS, REVERSE FLOW, SOIL-ROOTS RESISTANCES, WATER POTENTIAL, UNSATURATED WATER FLOW, WATER STORAGE, |
| Online Access: | https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n3951_Scholz http://repositoriouba.sisbi.uba.ar/gsdl/cgi-bin/library.cgi?a=d&c=aextesis&d=tesis_n3951_Scholz_oai |
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