Las hojas de las plantas se mantienen frescas gracias a la transpiración.

El destino del agua: transpiración, riego y absorción de CO2

Este artículo se publicó originalmente en el número 276 de la revista Cáñamo España

Una de las primeras cosas que aprende cualquiera que cuida una planta es que hay que regarla. Las plantas necesitan agua para sobrevivir. Pero ¿qué hacen exactamente con ella? Dentro del metabolismo vegetal hay tres destinos para el agua: o se usa en la fotosíntesis; o se usa en el crecimiento de nuevas hojas, tallos, flores o raíces; o se transpira. Curiosamente, solo el 0,1% del agua se emplea en la fotosíntesis y apenas el 1,9% se destina al crecimiento nuevo. El 98% restante se evapora de las hojas en la transpiración.

Las plantas descienden de organismos acuáticos, cianobacterias primero y algas después. Las plantas terrestres salieron del agua pero siguen estando compuestas principalmente por ella (entre el 80 y el 90% de su peso es agua). La humedad relativa en el interior de los tejidos de las plantas es siempre superior al 95%.

¿Para qué sirve la transpiración de las plantas?

La transpiración tiene dos funciones principales para la planta: reduce la temperatura de las hojas y ayuda a elevar el agua desde las raíces.

La evaporación del agua requiere una gran cantidad de energía, que se toma del ambiente, enfriando las hojas y el aire que las rodea. Las hojas de una planta de cannabis sana y al sol suelen estar entre 1 y 5 ºC más frías que el entorno. Los animales y las personas usamos el mismo principio para refrescarnos cuando hace calor: sudamos, y el sudor, al evaporarse, nos enfría.

Cuando el agua sale por los estomas y se evapora crea una presión negativa dentro de las hojas que favorece la elevación del agua, que absorben las raíces a través del xilema, los vasos o “tuberías” por los que el agua y los nutrientes se reparten desde las raíces hasta toda la planta.

El xilema, al igual que el sistema circulatorio humano, se compone de vasos de distintos tamaños. Los pequeños pelos radiculares se unen en raicillas, que, a su vez, convergen en raíces mayores y acaban en gruesos vasos que llevan el líquido por el tallo central. Estos vasos principales se dividen en otros menores conforme se van bifurcando a ramas, ramitas y hojas, para acabar en pequeños capilares que terminan en cada estoma. Los estomas son poros que se encuentran principalmente en la cara inferior de las hojas y que están tapados por una delgada membrana de celulosa que el agua atraviesa antes de evaporarse. Un elemento clave del xilema es que contiene una columna de agua continua, ininterrumpida por burbujas de aire. Esta continuidad es la esencia del sistema de transporte de agua y nutrientes en las plantas y los árboles. Cuando el agua se evapora de las hojas crea una presión negativa en el xilema que eleva el agua por el tallo como lo haría al chupar por una pajita. Este mecanismo explica cómo se las ingenia un árbol de treinta metros de altura para elevar esa agua hasta las hojas más altas sin la ayuda de un corazón como usan los animales.

El control de los estomas

Las plantas pueden controlar la velocidad a la que transpiran agua abriendo o cerrando los estomas. A más abiertos, mayor evaporación. Por eso, cuando a la planta le falta agua, cierra los estomas y reduce la transpiración para evitar deshidratarse. A la vez que el agua se evapora de los estomas de las hojas, el CO2 penetra por ellos. La cantidad de agua evaporada y CO2 capturado dependen de la cantidad de estos elementos que haya en la atmósfera alrededor de la hoja. Para que el agua salga de la hoja, la atmósfera tiene que estar más seca que el interior de la hoja, mientras que para que el CO2 entre en la hoja debe haber mayor concentración de este gas en el exterior que en el interior. Por cada unidad de CO2 que se usa en la fotosíntesis las plantas pierden, de media, unas seiscientas unidades de agua, aunque según las condiciones medioambiental los valores pueden variar de cien a mil.

El problema de cerrar los estomas para ahorrar agua es que cuanto más cerrados están, además de evaporarse menor cantidad de agua también se reduce la absorción de CO2. En otras palabras, si la planta quiere absorber más CO2 necesita permitir una mayor evaporación, y si quiere traspirar menos debe aceptar menos CO2 disponible. Este compromiso entre transpiración y disponibilidad de CO2 es esencial para lograr un buen crecimiento y un cultivo productivo. Si las plantas viven en un ambiente muy caluroso, demasiado seco o les falta agua, cerrarán los estomas y, en consecuencia, tendrán menos CO2 para crecer. Por el contrario, en un ambiente excesivamente húmedo o con temperaturas muy bajas, la evaporación será escasa por mucho que abran los estomas, y el flujo de agua y nutrientes de las raíces a las hojas será insuficiente para un buen crecimiento, por mucho que tengan CO2 disponible en abundancia. Un buen equilibrio entre temperatura y humedad es clave para que la transpiración y la absorción de CO2 se mantengan en el nivel adecuado.

Las plantas pueden controlar la velocidad a la que transpiran agua abriendo o cerrando los estomas

El sistema radicular

La mayoría de los cultivadores no son conscientes de la auténtica dimensión del sistema de raíces de una planta. Una sola planta de hierba (hierba de verdad, de la que forma prados, no marihuana) en una maceta con tan solo un litro de tierra tiene tantas raíces que, si las pusiésemos en fila, su longitud total sería de unos doce kilómetros. La superficie total de las raíces presentes en ese litro de tierra alcanza unos increíbles cinco metros cuadrados. Por último, si sumáramos la longitud de los pelos radiculares a la longitud de las raíces llegarían a 220 km y una superficie de 14 m2.

La capacidad de absorber agua del sistema de raíces depende sobre todo del número de raíces y de cómo están distribuidas por la tierra. La densidad de raíces es mucho más importante que su tamaño. Para que la absorción sea eficiente es importante que el agua deba recorrer poca distancia hasta la raíz, por eso es esencial que haya un distribución homogénea de raíces por todo el sustrato. El agua se mueve muy lentamente a través de la tierra, especialmente cuando no está completamente empapada o saturada, apenas unos pocos milímetros por hora.

Si comparamos esta velocidad con la que lleva el agua cuando se mueve por el interior de la planta a través del xilema, que es de alrededor de un metro por hora, nos damos cuenta de que el agua viaja al menos cien veces más rápido dentro de la planta que fuera. En resumen, para que la planta absorba agua de todo el sustrato debe tener raíces en todo el sustrato, pues el agua se mueve.

Velocidad de transpiración

Cuanto más traspira la planta, más rápido se mueve el agua y los nutrientes por su interior, más CO2 absorbe y más crece, pero también sufre más estrés, por lo que en una planta débil o enferma puede ser muy perjudicial. El buen cultivador sabe cuándo debe ayudar a una planta enferma reduciendo su transpiración hasta que se recupere. También reconoce cuándo una planta es lo suficientemente fuerte para potenciar su crecimiento haciendo subir la transpiración. Los factores que influyen en el aumento o la disminución de la transpiración son: la temperatura del aire, la humedad ambiental, el viento y la radiación solar. Más calor, menos humedad, más viento, más intensidad lumínica o más horas de sol incrementan la transpiración. El frío, la alta humedad ambiental, la ausencia de viento o poca horas de sol o baja intensidad de luz reducen la transpiración.

Además de la presión negativa generada por la transpiración, las plantas también usan un sistema de ósmosis para lograr que el agua penetre al interior de las raíces. Para ello es necesario que la concentración de sales dentro de la raíz sea mayor que fuera de ella, lo que provoca que el agua entre en la raíz intentando equilibrar ambas concentraciones salinas. El agua que entra a la raíz aumenta la presión en su interior y fuerza al líquido a penetrar y subir por el xilema. Este sistema osmótico basta para aportar a la planta el agua que necesita durante la noche, pero no tiene fuerza suficiente como para suministrar el agua necesaria durante el día.

Cuanto más traspira la planta, más rápido se mueven el agua y los nutrientes por su interior, más CO2 absorbe y más crece

Es muy habitual que las plantas consuman algo más de agua durante el día de la que son capaces de absorber, por lo que llegan a la noche un poco deshidratadas. Normalmente, durante la noche, absorben más de la que necesitan y se rehidratan suficientemente, pero eso depende de que el suelo esté lo suficientemente húmedo como para que puedan absorber toda el agua necesaria. Si no es así, al salir el sol las plantas parten ya con un déficit de hidratación que se irá agravando durante el día. Si no se riegan o llueve rápido, cada día estarán más deshidratadas, lo que las llevará a cerrar sus estomas para ahorrar agua, pero también pararán de crecer. El crecimiento de la planta es lo primero que se ve afectado por la falta de agua. La fotosíntesis se mantiene, pues la energía que genera es necesaria para la supervivencia, y una cierta transpiración también continúa para evitar un recalentamiento excesivo de la planta y mantener el flujo de agua y nutrientes desde las raíces hacia el resto de la planta. Pero el crecimiento se detiene casi inmediatamente. Por eso es importante ser regular y cuidadoso con el riego; el exceso o la falta de agua afectan gravemente al desarrollo del cannabis.

En el último cuarto de cultivo donde lo calculé, las plantas se bebían, a lo largo de toda la cosecha, aproximadamente un litro de agua por cada gramo de cogollo seco cosechado. Era un cuarto bien montado y con todos los parámetros afinados, que producía algo más de un gramo por vatio de iluminación. Lógicamente, este valor no es necesariamente exportable a otro cuarto de cultivo o al exterior, puesto que las condiciones propias de cada lugar son las que determinan el consumo real de agua de cada planta. Incluso aunque la humedad relativa y la temperatura sean iguales, si una planta recibe más sol o más viento que otra, sus necesidades de agua serán diferentes.

El tamaño y la producción de una planta están directamente relacionados con el tamaño de su sistema radicular.
El tamaño y la producción de una planta están directamente relacionados con el tamaño de su sistema radicular.

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