La presión de la raíz es la presión osmótica transversal dentro de las células de un sistema de raíces que hace que la savia suba a través del tallo de una planta hasta las hojas. [1]
La presión de la raíz se produce en el xilema de algunas plantas vasculares cuando el nivel de humedad del suelo es alto, ya sea por la noche o cuando la transpiración es baja durante el día. Cuando la transpiración es alta, la savia del xilema suele estar bajo tensión, en lugar de bajo presión, debido a la tracción transpiratoria . Por la noche, en algunas plantas, la presión de la raíz provoca la gutación o exudación de gotas de savia del xilema desde las puntas o los bordes de las hojas. La presión de la raíz se estudia quitando el brote de una planta cerca del nivel del suelo. La savia del xilema exudará del tallo cortado durante horas o días debido a la presión de la raíz. Si se coloca un manómetro en el tallo cortado, se puede medir la presión de la raíz.
La presión de la raíz es causada por la distribución activa de iones de nutrientes minerales en el xilema de la raíz . Sin la transpiración para llevar los iones hasta el tallo, se acumulan en el xilema de la raíz y reducen el potencial hídrico . Luego, el agua se difunde desde el suelo hacia el xilema de la raíz debido a la ósmosis . La presión de la raíz es causada por esta acumulación de agua en el xilema que empuja las células rígidas. La presión de la raíz proporciona una fuerza que empuja el agua hacia arriba por el tallo, pero no es suficiente para explicar el movimiento del agua hacia las hojas en la parte superior de los árboles más altos . La presión máxima de la raíz medida en algunas plantas puede elevar el agua solo a 6,87 metros, y los árboles más altos miden más de 100 metros de altura.
La endodermis en la raíz es importante en el desarrollo de la presión radicular. La endodermis es una sola capa de células entre la corteza y el periciclo . Estas células permiten el movimiento del agua hasta que alcanza la franja de Casparian , hecha de suberina , una sustancia impermeable. La franja de Casparian evita que los iones de nutrientes minerales se muevan pasivamente a través de las paredes celulares endodérmicas. El agua y los iones se mueven en estas paredes celulares a través de la vía del apoplasto . Los iones fuera de la endodermis deben ser transportados activamente a través de una membrana celular endodérmica para entrar o salir de la endodermis. Una vez dentro de la endodermis, los iones están en la vía del simplasto. No pueden difundirse de nuevo hacia afuera, pero pueden moverse de célula a célula a través de plasmodesmos o ser transportados activamente al xilema. Una vez en los vasos del xilema o traqueidas, los iones están nuevamente en la vía del apoplasto. Los vasos del xilema y las traqueidas transportan agua hacia la planta pero carecen de membranas celulares. La franja de Casparia compensa la falta de membranas celulares y evita que los iones acumulados se difundan pasivamente en la vía del apoplasto fuera de la endodermis. Los iones que se acumulan en el interior de la endodermis en el xilema crean un gradiente de potencial hídrico y, por ósmosis, el agua se difunde desde el suelo húmedo, a través de la corteza, a través de la endodermis y hacia el xilema.
La presión de la raíz puede transportar agua y nutrientes minerales disueltos desde las raíces a través del xilema hasta las partes superiores de plantas relativamente pequeñas cuando la transpiración es baja o nula. La presión radicular máxima medida es de aproximadamente 0,6 megapascales , pero algunas especies nunca generan ninguna presión radicular. Se considera que el principal contribuyente al movimiento de agua y nutrientes minerales hacia arriba en las plantas vasculares es la atracción transpiratoria . Sin embargo, las plantas de girasol cultivadas en una humedad relativa del 100% crecieron normalmente y acumularon la misma cantidad de nutrientes minerales que las plantas en una humedad normal, que tenían una tasa de transpiración de 10 a 15 veces las plantas en una humedad del 100%. [2] Por lo tanto, la transpiración puede no ser tan importante en el transporte ascendente de nutrientes minerales en plantas relativamente pequeñas como a menudo se supone.
A veces, los vasos del xilema se vacían durante el invierno. La presión de las raíces puede ser importante para rellenar los vasos del xilema. [3] Sin embargo, en algunas especies, los vasos se rellenan sin presión de las raíces. [4]
La presión de las raíces suele ser alta en algunos árboles caducifolios antes de que broten las hojas. La transpiración es mínima sin hojas y los solutos orgánicos se están movilizando, por lo que disminuye el potencial hídrico del xilema. El arce azucarero acumula altas concentraciones de azúcares en su xilema a principios de la primavera, que es la fuente del azúcar del arce. Algunos árboles "sangran" savia del xilema profusamente cuando se podan sus tallos a fines del invierno o principios de la primavera, por ejemplo, el arce y el olmo . Este sangrado es similar a la presión de las raíces, solo que los azúcares, en lugar de los iones, pueden reducir el potencial hídrico del xilema. En el caso único de los arces, el sangrado de savia es causado por cambios en la presión del tallo y no por la presión de las raíces.
Es muy probable que todas las gramíneas produzcan presión radicular. En el caso de los bambúes, la presión radicular está correlacionada con la altura máxima de un clon. [5]