Dossier

Le piante e l'acqua

L’acqua nell’organismo vegetale

ASSORBIMENTO

Le piante terrestri assorbono gran parte dell'acqua loro necessaria attraverso le radici, organi che sono normalmente molto sviluppati per poter esplorare una grande massa di terreno, alla ricerca d'acqua.

Non è così per le piante acquatiche, in cui l'assorbimento avviene attraverso l'intera superficie del vegetale.

Le radici assorbono l'acqua sottraendola al terreno, dove è trattenuta dal potere adsorbente delle particelle solide che lo formano.

L'assorbimento radicale è un fenomeno di natura fisico chimica ed avviene secondo le stesse leggi che regolano l'imbibizione dei colloidi e il passaggio per osmosi di soluzioni di diversa concentrazione attraverso pareti semipermeabili.

La risalita dell'acqua dal basso verso l'alto avviene grazie ad una azione di richiamo che le foglie esercitano sulle radici attraverso le cellule dei vasi conduttori. Si tratta di un vero e proprio sistema di pompaggio, il cui motore è rappresentato dalla perdita d'acqua dalle foglie (dispersione), perdita che viene ristabilita richiamando acqua da dove questa è più disponibile, cioè nelle cellule delle radici, che la sottraggono al terreno.

Lo sviluppo dell'apparato radicale delle piante è tale da permettere l'approvvigionamento dell'acqua in una notevole massa di terreno.

Tanto più il terreno è arido, tanto maggiore è lo sviluppo delle radici. Se si sommano le lunghezze di tutte le radici, a partire dalla principale fino alle più piccole, si ottengono cifre dell'ordine di alcune centinaia di metri per una pianta di frumento o di chilometri per una betulla adulta.

Valori ancora superiori si ottengono se al conteggio si aggiunge la lunghezza dei peli radicali, presenti a centinaia su ogni millimetro quadrato di superficie radicale.

Il notevole sviluppo garantisce alla pianta di non soffrire per un'eventuale diminuzione della massa radicale, che si può verificare per esempio in seguito ad un trauma, come il trapianto.

grandi radici di sostegno

Le radici provvedono al fabbisogno d'acqua della pianta, funzionando continuamente durante tutto il suo ciclo vitale. Di tutta l'acqua assorbita però solo una piccola parte, l'1-2%, serve alle cellule per il loro metabolismo, la quasi totalità viene invece traspirata dalle foglie.

L'ordine di grandezza delle quantità traspirate è elevato: una normale pianta di mais traspira, nella sua vita di circa sei mesi, circa 200 litri d'acqua, l'equivalente del contenuto di un barile.

Piccole quantità possono essere assorbite anche dalle foglie, la cui cuticola, quando è rigonfiata per eccesso di umidità, diventa permeabile e permette l'introduzione di acqua piovana, rugiada o acqua d'irrigazione.

Anche i frutti sono in grado di introdurre piccolissime quantità di acqua, perché di solito protetti da cere che li impermeabilizzano. Se viene a mancare questa protezione e le quantità d’acqua sono elevate, possono anche introdurne tanta da arrivare a scoppiare.

DISPERSIONE

La gran quantità di acqua che le radici assorbono serve solo in minima parte per il fabbisogno metabolico: la maggior parte viene restituita all'ambiente grazie ad un fenomeno combinato di evaporazione e traspirazione.

Il primo è un processo fisico, che avviene da tutte le superfici bagnate, viventi e non viventi, e consiste nel passaggio dell'acqua dallo stato liquido a quello di vapore.

Il secondo è invece un fatto fisiologico: la pianta è infatti in grado di modificarlo a seconda delle necessità, per esempio umidità dell'aria, e perciò non lo subisce in modo passivo.

La maggior parte dell'acqua della pianta è dispersa attraverso gli stomi e, in misura minore dalla cuticola.

Il passaggio da liquido a vapore avviene sulla superficie fogliare, a livello delle cellule parenchimatiche.

L'evaporazione dalla cuticola è regolata dalle leggi fisiche dell'evaporazione: aumenta quando l'aria è più calda e secca, diminuisce quando l'umidità relativa si alza e la temperatura si abbassa.

La traspirazione dagli stomi, simile all'evaporazione da una superficie porosa, è controllata dalla pianta. Essa è infatti in grado di regolare, aumentandola o diminuendola, l'apertura tra due cellule stomatiche: la maggiore apertura avviene quando la pianta è ricca d'acqua e la sua dispersione all'esterno non crea problemi, la Guttazionemassima chiusura quando l'acqua è scarsa e bisogna mantenerne il più possibile all'interno del vegetale.

Questo fenomeno combinato, che prende il nome di evapotraspirazione, varia durante le ore del giorno e secondo le condizioni ambientali. 

Acqua allo stato liquido può uscire dagli stomi per guttazione. Questo fenomeno avviene quando l'acqua assorbita dalle radici supera di molto quella in grado di essere trasportata dal sistema vascolare e la pianta deve eliminarla.

BILANCIO IDRICO

La pianta svolge tre funzioni fondamentali per soddisfare il proprio fabbisogno d'acqua: l' assorbimento con le radici dall'ambiente terreno, la conduzione al suo interno e la dispersione nell'ambiente esterno tramite le foglie. Le tre funzioni sono correlate tra loro e dalla loro interazione risulta il bilancio idrico della pianta.

Si può immaginare che all'assorbimento corrisponda un ipotetico flusso d'acqua che si muove nella pianta dal basso verso l'alto perchè le quantità disperse dalle foglie richiamano continuamente l'introduzione di altrettante quantità dalle radici.

Il clima ha forte influenza su questo meccanismo: se l'ambiente è molto umido, avviene poca dispersione e la pianta assume meno acqua. Al contrario, con aria secca e calda, la traspirazione aumenta molto e di conseguenza devono essere maggiori le quantità d'acqua assorbite.

In condizioni ambientali normali, la pianta ha un bilancio idrico positivo, ha cioè la capacità di regolare l'introduzione d'acqua in modo che le perdite per dispersione siano costantemente ristabilite e che il plasma sia sempre nelle condizioni di conveniente saturazione, per essere vivente e funzionante.

Il bilancio idrico deve sempre essere in positivo, perché se le condizioni ambientali diventano avverse, con aridità del suolo e secchezza dell'aria, per esempio, il bilancio va in negativo e inizia uno stato di sofferenza per la pianta, che può arrivare alla morte.

L'acqua risulta essere il fattore che condiziona la vita e l'accrescimento dei vegetali: la loro

conformazione, la loro anatomia e l'organizzazione dei tessuti sono i segni evidenti di quanto importante sia mantenere un adeguato livello di saturazione d'acqua nelle cellule per assicurarsi la sopravvivenza.

piante acquatiche

I periodi di quiescenza o riposo vegetativo, che nei nostri climi coincidono con la perdita delle foglie nel periodo invernale, sono una dimostrazione dell'adattamento del vegetale ad una carenza idrica ambientale.

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