Fisiologia vegetale - domande e risposte

BILANCIO IDRICO DELLE PIANTE: interazioni fra radici e suolo

Il suolo è una miscela di particelle, di aria e di acqua e soluti disciolti. È molto importante che la quantità d'aria e d'acqua nel suolo siano bilanciate. Le radici, in particolare i peli radicali, sono direttamente in contatto col suolo, in modo da massimizzare la superficie di assorbimento dell'acqua.

L'acqua ha un'elevata tensione superficiale, e questo tende a ridurre l'interfaccia aria-acqua, e grazie alle forze adesive tende ad aderire alle particelle del suolo. Man mano che il contenuto di acqua diminuisce, questa recede negli interstizi delle particelle, e la superficie aria-acqua si restringe portando alla formazione di superfici aria-acqua la cui curvatura rappresenta il bilancio tra la tendenza a minimizzare l'area di superficie aria-acqua e l'attrazione dell'acqua verso il suolo. L'acqua sviluppa dunque una tensione, cioè una pressione.

negativa (vedi domanda 32) velocità di assorbimento dell'acqua: come varia nella struttura radicale La zona di maggior assorbimento nella radice è rappresentata dall'apice radicale; questo corrisponde anche alla parte meno suberizzata, dunque meno impermeabile. Nella maggior parte dei casi, allontanandosi dall'apice, aumenta l'impermeabilizzazione della radice a causa di un tessuto protettivo esterno, che contiene appunto suberina, una sostanza idrofobica. Altre volte invece l'intera superficie radicale è ugualmente permeabile. 3) descrivi la pressione radicale e indica quando si forma La pressione che si determina a livello radicale è causata dal retrocedere dell'acqua negli interstizi tra le particelle del suolo; la superficie aria-acqua dunque si restringe e determina la formazione di superfici aria-acqua la cui curvatura rappresenta il bilancio tra la tendenza a minimizzare l'area di superficie aria-acqua e l'attrazione.

dell'acqua verso il suolo. Questa tensione, pressione negativa, che sviluppa l'acqua, aumenta man mano che l'acqua viene rimossa dal suolo. Questa pressione è definita come: -2T/r con T=tensioneψ p=superficiale dell'acqua e r= raggio di curvatura dell'interfaccia aria-acqua. Infatti al diminuire del raggio r, la tensione aumenta

4) Come fa l'umidità relativa dell'aria a influire sulla velocità di traspirazione della foglia? Se l'aria che circonda una foglia che traspira diventa calda in che modo tale cambiamento influirà sulla velocità di traspirazione della foglia

5) Che cos'è la capacità di campo e quali importanti ripercussioni ha sulle colture? Si definisce capacità di campo la quantità percentuale di umidità nel suolo che un terreno riesce a trattenere, contro la forza di gravità, dopo che l'acqua in eccesso è stata drenata. Se la si supera, i pori

Sono saturi di acqua e i livelli di ossigeno limitati. La capacità di campo infatti rappresenta anche l'equilibrio perfetto di aria e di acqua nei pori del suolo. Correlato, troviamo il concetto di punto di appassimento; sotto questo infatti l'acqua nel terreno non è disponibile e la pianta appassirà, con gravi conseguenze per le colture.

Descrivere la via seguita dall'acqua che passa attraverso la pianta dal suolo all'atmosfera. Quali sono le resistenze più importanti al movimento dell'acqua?

Dopo essere stata assorbita a livello radicale, l'acqua viene trasportata dallo xilema al resto della pianta. Quando raggiunge le foglie, in particolare il mesofillo, evapora negli spazi aeriferi; da qui poi per diffusione il vapore acqueo si sposta tramite la rima stomatica, attraversa lo strato d'aria immobile sulla superficie esterna della foglia.

Le resistenze più importanti a questo movimento sono rappresentate dalla resistenza alla diffusione attraverso la rima stomatica (resistenza stomatica fogliare) e dalla resistenza dello strato limite fogliare; quest'ultima è dovuta allo strato di aria immobile sulla superficie della foglia, che il vapore d'acqua deve superare.

7) Descrivi le bande del Caspary e la loro funzione. Qual è la sostanza più importante nelle bande di Caspary dal punto di vista della loro funzione?

Le bande del Caspary rappresentano una barriera chimica, che fa sì che la via apoplettica non possa procedere oltre. Sono lipofile, e la componente principale è la suberina.

8) Che cos'è la guttazione?

La guttazione è la fuoriuscita di liquido dalle foglie; questo fenomeno si presenta nelle piante che sviluppano una pressione radicale, fenomeno aggiuntivo che... - es. idatodi nelle foglie di fragola (stomi sempre aperti).

9) Funzione principale e struttura

degli elementi tracheali.

Nello xilema sono presenti due elementi: le tracheidi, o vasi chiusi, e gli elementi vasali, o vasi aperti. Le prime sono cellule morte e cave, dalla forma allungata e con pareti lignificate. In alcune zone è presente solo la parete primaria; queste zone sono le punteggiature, che permettono il passaggio della linfa grezza. Gli elementi vasali invece, presenti principalmente nelle Angiosperme, sono cellule corte e larghe, che però insieme possono costituire vasi molto lunghi; anche queste presentano punteggiature attraverso le quali sono in contatto con altri vasi e tracheidi. Inoltre, nel caso di una bolla d'aria, i pori nelle membrane delle punteggiature aiutano a prevenire il diffondersi di emboli nello xilema.

10) Illustra il concetto di cavitazione: come si forma e come può essere recuperata.

La cavitazione è un fenomeno che interessa i vasi xilematici, tracheidi e elementi dei vasi, e che consiste nella presenza d'aria.

trasporto dell'acqua nelle piante. Le vie di traspirazione nelle piante avvengono attraverso gli stomi presenti sulle foglie. Gli stomi sono piccole aperture che si trovano sulla superficie inferiore delle foglie e sono circondati da due cellule specializzate chiamate cellule di guardia. Queste cellule possono aprirsi o chiudersi per regolare il flusso di acqua e gas. Quando gli stomi sono aperti, l'acqua presente all'interno delle cellule del mesofillo evapora e si trasforma in vapore acqueo. Questo vapore acqueo si diffonde attraverso gli stomi verso l'atmosfera circostante. Le vie di trasporto dell'acqua nelle piante avvengono attraverso il xilema, un tessuto vascolare specializzato. Il xilema è costituito da una serie di tubi chiamati tracheidi, che si estendono dalle radici fino alle foglie. L'acqua viene assorbita dalle radici attraverso i peli radicali e poi viene trasportata verso l'alto attraverso il xilema. Questo processo avviene grazie a una combinazione di forze fisiche, come la tensione superficiale dell'acqua e la coesione tra le molecole d'acqua. La tensione superficiale dell'acqua permette all'acqua di salire attraverso i tracheidi del xilema, mentre la coesione tra le molecole d'acqua fa sì che l'acqua si muova come un'unica colonna continua. Inoltre, l'evaporazione dell'acqua dalle foglie crea una pressione negativa nel xilema, che aiuta a spingere l'acqua verso l'alto. Questo fenomeno è noto come tensione idrica o pressione negativa. In conclusione, le vie di traspirazione e trasporto dell'acqua nelle piante sono fondamentali per il loro funzionamento e permettono alle piante di assorbire acqua e nutrienti dal suolo e di distribuirli alle varie parti della pianta.resistenza dell'acqua nella foglia Nelle piante la traspirazione avviene grazie agli stomi a livello della foglia; si può misurare la quantità d'acqua persa in rapporto alla quantità di CO2 organizzata. Questo valore, definito rapporto di traspirazione, viene calcolato come: moli H2O perse (traspirate) / moli CO2 organicate (fissate). La traspirazione della foglia incontra una resistenza, la resistenza alla traspirazione, che è composta dalla resistenza stomatica fogliare (associata alla diffusione attraverso la rima stomatica) e dalla resistenza dello strato limite fogliare (dovuta allo strato d'aria immobile sulla superficie della foglia). 13) Che cosa sono le cellule di guardia? Quanti tipi ne puoi descrivere? Come funzionano? Le cellule di guardia sono gli elementi costitutivi degli stomi fogliari; il turgore apre la rima stomatica (si apre lo stoma), la perdita invece di turgore la fa chiudere. Le cellule di guardia hanno le pareti ispessite, che possono

Raggiungere anche i 5um di spessore. Distinguiamo stomi reniformi da stomi con cellule di guardia a manubrio, tipici delle graminacee. Nei primi, degli ispessimenti radiali determinano la curvatura delle cellule di guardia; la rima stomatica è formata dalle parti delle pareti rivolte verso l'atmosfera, che si estendono in sporgenze molto sviluppate. Nel secondo caso, le cellule di guardia funzionano come raggi con parti terminali gonfiabili; quando questi si separano, la rima si apre.

14) Descrivi il continuum suolo-pianta-aria e come varia il potenziale idrico durante il suo cammino dal suolo all'atmosfera. Dal suolo alla pianta, l'acqua liquida si muove secondo flusso di massa, in risposta al gradiente di pressione. Dopo l'evaporazione, l'acqua in fase vapore si muove inizialmente per diffusione, e poi per convezione. Nel caso dell'acqua liquida la forza motrice è data dal gradiente di

Potenziale idrico attraverso le membrane; dal suolo all'atmosfera infatti questo diminuisce. (diminuisce???3)

NUTRIZIONE MINERALE

1. Di che cosa ha bisogno una pianta per crescere dalla germinazione al completamento del suo ciclo vitale? Oltre ad acqua, luce del sole; elementi essenziali/nutritivi
2. Come sono classificati gli elementi nutritivi? Da un punto di vista quantitativo; quante volte sono presenti rispetto a un'unità di misura, che nel nostro caso è il molibdeno, che poniamo uguale a 1. Dunque avremo micronutrienti (più di 3000 volte il Mo) e micronutrienti (meno di 3000 volte il Mo). Quelli maggiormente presenti, sono quelli ottenuti dall'acqua o dal biossido di carbonio, e sono dunque H, C, O
3. Che cos'è un elemento essenziale? Quanti ne sono stati identificati? Elemento la cui assenza causa gravi anomalie nella crescita, sviluppo, riproduzione
4. In che cosa consiste una soluzione nutritiva di Hoagland? Quando viene utilizzata? contiene

elementi noti per essere essenziali per la crescita delle piante. Massimi valori possibili, senza indurre però tossicità o stress salino. Servono a far crescere le colture per diverso tempo. A volte nelle piante giovani se ne usa metà, successivamente dose piena. Macro e micro nutrienti sono in forma combinata

Perché è meglio utilizzare mezzi liquidi, invece del suolo, per far crescere le piante negli studi sullanutrizione? La coltura idroponica (dunque in soluzione nutritiva e senza suolo) è importante per poter dimostrare che un elemento è essenziale - condizioni controllate nelle quale sia assente solo l’elemento in questione. Permette di poter distinguere bene i diversi elementi e studiarne il loro ruolo nella pianta. Hanno bisogno di acque e di soluzioni nutritive, che possono essere spesso cambiate in seguito ad assorbimento dei nutrienti. Affinché le radici respirino e abbiano accesso a ossigeno, sistemi con diffusori

d'aria che generano bolle d'aria per far respirare le radici.

6) Qual è la differenza fra un micronutriente e un macronutriente? Vedi domanda