IL BILANCIO IDRICO DELLA PIANTA

Partecipo ad Arcobonsai da 15 anni e tutti gli anni ho fatto qualche piccolo intervento di questo genere con un taglio abbastanza scientifico e comprensibile a tutti, cercando di trovare degli argomenti che, dal punto di vista scientifico, si possano agganciare al mondo bonsaistico, cosa che diventa sempre più difficile.
L’argomento che propongo oggi è solo un sistema per parlare con voi, per interagire con voi, per darvi qualche informazione e soprattutto per rispondere ai vostri quesiti.
Quest’anno ho preparato questo argomento che, ha mio avviso ha un nome abbastanza importante: “Il bilancio idrico della pianta”; parlerò quindi della quantità di acqua che entra e che esce da una pianta, dell’importanza dell’acqua, ecc.
Subito mi sono posto e pongo a voi questa domanda:” Perché la pianta ha bisogno di acqua? Perché proprio l’acqua e non un qualsiasi altro elemento presente sulla terra?’
Perché l’acqua? Perché noi organismi viventi, comprese le piante, siamo fatti circa dal 90% di acqua. Ci sono organismi che sono addirittura composti daI 98% di acqua.
Perché le piante sono gli organismi che hanno maggior bisogno di acqua? Perché continuano ad aspirare acqua dal terreno?
Le piante hanno soprattutto bisogno di incamerare anidride carbonica (C02) e questa si trova nell’ aria in percentuale molto, molto bassa (0,03%). Giustamente è così bassa, altrimenti noi avremmo dei problemi per la nostra vita, ma le piante né hanno un estremo bisogno per la fotosintesi clorofilliana.
La fotosintesi è quel processo che serve alle piante, incamerando anidride carbonica dall’aria e con l’energia del sole, per produrre tutte le molecole delle quali la pianta ha bisogno, soprattutto zuccheri, ma anche tutte le altre molecole. Per fare questo però, serve la C02 di cui abbiamo detto, hanno estremo bisogno, per cui le piante traspirano (perdono) grossissime quantità di acqua attraverso gli stomi, cioè quelle aperture presenti sulle foglie che si possono aprire e chiudere a seconda delle necessità della pianta. Per poter incamerare anidride carbonica, ovviamente le piante debbono tenere gli stomi aperti, e tenendo gli stomi aperti, perdono passivamente l’acqua. Questo vuoi dire che le piante debbono mediare questa perdita di acqua con a richiesta dei massimo assorbimento di anidride carbonica, In sintesi le piante se vogliono crescere hanno bisogno di assumere C02, per prendere la quale devono tenere gli stomi aperti e sopportare la perdita di acqua. Devono quindi trovare il sistema di creare un equilibrio tra la necessità di prendere C02 e il danno che comporta perdere l’acqua attraverso gli stomi. A livello degli stomi l’acqua passa dallo stato liquido allo stato di vapore e come vapore viene dispersa nell’aria. Le piante per mediare questo, cioè per limitare la perdita di acqua a livello delle foglie e per poter incamerare grosse quantità di C02, hanno messo a punto un sistema che permette un rapido trasporto dell’acqua dal suolo per sostituire le molecole di acqua che vengono perse a livello delle foglie, mediante un sistema rapido di salita della linfa grezza che, come sappiamo, è composta in gran parte di acqua. Durante questa breve relazione vedremo come si sposta l’acqua dal suolo, attraverso la pianta e dalla pianta all’atmosfera tramite gli stomi presenti nelle foglie.
L’acqua inizialmente è nel suolo, tramite le piccole radichette entra nella radice, entra nei sistema che è chiamato xilema ed è la linfa che sale (linfa grezza ascendente) e che arriva alle foglie. Qui avviene la dispersione dell’acqua passando dalla forma liquida alla forma gassosa.
Vediamo ora di analizzare le singole componenti partendo dall’acqua nel suolo.
L’acqua nel suolo è presente in diverse concentrazioni ed in diverso modo a seconda del tipo di suolo in cui si trova.
Se ho un terreno sabbioso ho un terreno nel quale diametro delle particelle è abbastanza grossolano. Quindi la sabbia lascia uno spazio abbastanza grande tra le particelle. L’argilla, invece, è formata da piccolissime particelle e quindi permette di incamerare una quantità di acqua che è notevolmente superiore rispetto alla sabbia. Esemplificando, in un terreno sabbioso l’acqua percola facilmente mentre in un terreno argilloso, sia per la granulometria molto piccola che per altre componenti del terreno quali humus e materiali organici, trattiene grosse quantità di acqua.

La capacità di campo cos’è? E’ un indice per cui, se io ho due vasi dei quali uno viene riempito di sabbia ed uno di argilla, la quantità di acqua trattenuta dall’argilla avrà un indice molto alto mentre sarà molto basso per il vaso contenente terreno sabbioso.
Da tenere presente nelle piccole dimensioni del vaso bonsai dove, se metto sabbia grossolana, questa ha una bassissima capacità di trattenere acqua; se invece motto argilla avrò una grande capacità di trattenere l’acqua . L’akadama che è composta da granuli di argilla, possiede entrambe dei caratteristiche in quanto trattiene l’acqua all’interno dei suoi granuli mentre l’acqua sgronda per effetto degli spazi esistenti tra i granuli stessi e quindi sopperisce ai fattori negativi di entrambi i terreni.
Vediamo ora come fanno le piante ad assorbire l’acqua dal terreno.
è possibile vedere una radice con quelle piccolissime estroflessioni della radice che sono i peli radicali, che si inseriscono tra gli spazi delle particelle del terreno e vanno a prendere quella quantità di acqua che aderisce alle particelle stesse. Se i terreno ha una granulometria grande ci sono delle enormi bolle d’aria nel terreno dove l’acqua non si ferma, dove l’acqua non viene trattenuta. Quindi grazie ai peli radicali le piante possono andare a strappare quella quantità di acqua che aderisce alle particelle del suolo.
Vediamo dove va a finire l’acqua una volta strappata dal capillare alle particelle del suolo e come avviene l’assorbimento dell’acqua tramite le radici. E’ il contatto intimo fra le radici e il suolo il punto fondamentale per l’efficacia dell’assorbimento. Se ho un terreno con sassi di dieci centimetri di diametro non ci sarà nessun contatto con le radici. Al contrario con particelle piccole si ha un miglior contatto. Ci deve quindi essere un contatto diretto tra il terreno e le radici e questo contatto è notevolmente migliorato dalla presenza di numerosissimi peli radicali i quali essendo così piccoli si inseriscono tra le particelle del terreno.
Una volta che l’acqua è entrata nel pelo radicale segue le varie vie che dal pelo radicale portano l’acqua fino all’interno di quello che viene chiamato cilindro centrale, cioè parte centrale della radice, trasportando una piccola quantità di sali presenti nel terreno. Questo determina che all’interno dello xilema, cioè della parte centrale della radice, si generi successivamente un accumulo di sali. Questo accumulo di sali determina una spinta positiva verso l’alto per pressione osmotica. Se ad esempio prepariamo un sacchettino, fatto con viscere di un animale e io riempiamo di sale o di zucchero, immergendolo in acqua, possiamo vedere che il sacchettino continua a gonfiarsi perché l’acqua passa attraverso le viscere per diluire sale interno, generando una pressione che allarga le pareti. Più o meno è la stessa cosa nella radice dove si crea l’accumulo di sali che determina un richiamo di acqua verso la zona centrale della radice. Questo determina una pressione che spinge l’acqua verso l’alto. Questa spinta si chiama “pressione radicale”. La prova dell’esistenza di questa pressione si può dimostrare prendendo un seme appena germinato e tagliando il germoglio. Dopo pochi minuti vedrò che sul taglio si forma una gocciolina di acqua che poi cade a terra, dopo un poco si formerà un’altra gocciolina e così via a dimostrazione che c’è acqua che dai terreno, tramite la radice, viene spostata verso l’alto, Il “piangere” delle viti quando vengono potate è anch’esso una dimostrazione dell’effetto della pressione radicale.
I peli radicali non sono visibili ad occhio nudo. Con una lente di ingrandimento si vede una leggera peluria, I peli radicali aumentano anche di mille volte la superficie di assorbimento. Sono presenti soprattutto nelle piante che vivono in ambienti relativamente secchi. Negli ambienti umidi sono in numero limitato o addirittura non ci sono essendoci tanta acqua e quindi c’è comunque un assorbimento. Nei pini non ci sono oppure ce ne sono molto pochi e questo viene sopperito dal fatto che nei pini, così come nelle querce, ci sono le micorizze, cioè quelle simbiosi determinate da funghi che avvolgono le radici e in questo modo il fungo fa da pelo radicale favorendo l’assorbimento dell’acqua. Il pelo radicale è effimero, vive un giorno, a volte poche ore, e questo succede anche per il fatto che la pianta, ovvero la radice è sempre, in movimento per effetto della crescita e il pelo radicale viene strappato via. La pianta continua a produrre i peli radicali che vanno sempre a cercare quei microspazi esistenti tra le particelle dei terreno. Si tratta di una struttura viva ed è per questo che ha bisogno di essere areata, che ha la necessità che arrivi anche ossigeno alle radici da cui la necessità che esistano anche delle bolle d’aria nel terreno, per cuì il terreno non può essere asfittico, pieno d’acqua come succederebbe ad un vaso con il sottovaso immerso in acqua pieno fino all’orlo, nei quale si provoca la morte delle radici e cessa la produzione di peli radicali. Anche se la radice è nel terreno ha bisogno di ossigeno, deve respirare, ci deve essere un equilibrio tra la quantità di acqua e la quantità di aria che arriva alle radici.

Ricapitoliamo: nella radice c’è questa spinta che porta la linfa dal basso verso l’alto. Poi succede che l’acqua si muove attraverso i tubi dello xilema, visibili anche a occhio nudo come tanti piccoli punti che ci appaiono se tagliamo un ramo di quercia, rigidi, impermeabili. Per arrivare ai rami più alti c’è bisogno di una certa quantità di pressione. Questa determinata quantità di pressione, non misurata sperimentalmente nelle piante, ma evidentemente esistente, è sufficiente per arrivare a cento metri di altezza quali le più alte sequoie esistenti negli Stati Uniti.
Ma l’acqua con quale velocità si muove nel fusto? A livello di quei tubi che abbiamo visto prima, si può muovere tra i 16 e i 45 metri all’ora che vuoI dire trasformando in millimetri al secondo, da 4 a 13 millimetri al secondo. Questo nelle angiosperme quali un acero. Nei pini invece questa velocità è molto più bassa e va da 1 a 6 metri all’ora. Da 10 a 16 volte inferiore. Questo perché nei pini il lume delle trachee è molto più sottile, ci sono dei tubi più piccoli rispetto alle latifoglie. Ecco perché i pini crescono più lentamente e hanno bisogno di una quantità di acqua di molto interiore rispetto ad un acero.
Questi tubi non sono isolati l’uno dall’altro, ma sono interconnessi tra di loro. Se per caso si forma una bolla d’aria, cosa abbastanza facile in quanto nell’acqua ci sono disciolti dei gas che a determinate temperature o sotto certe pressioni tornano allo stato gassoso, ciò interrompe il flusso dell’acqua in quel tubo, ma essendoci delle connessioni tra i tubi il flusso continua nel tubo libero. Inoltre di sera la pressione radicale aumenta e non c’è perdita d’acqua a livello dello foglie per mancanza dei sole, per cui la pressione continua ad aumentare e la bolla d’aria viene riassorbita liberando nuovamente il percorso del tubo interrotto che sarà utilizzato al mattino successivo.
Un’altra forza è molto importante per la risalita dell’acqua a livello del fusto della pianta. Questa forza si può spiegare con la teoria della coesione-tensione.
Questa teoria dice che l’acqua evaporando a livello della foglia, quindi passando dallo stato liquido allo stato di gas, aspira l’acqua presente nello xilema essendo i tubi impermeabili e rigidi. La forza di aspirazione dall’alto aspira l’acqua presente nello xilema e la colonna d’acqua che si può anche rompere è però soggetta alle caratteristiche di coesione proprie delle molecole dell’acqua che avendo due cariche (una positiva ed una negativa) permette alle varie molecole di aggregarsi tra di loro.
Questa teoria può essere dimostrata sperimentalmente: Se prendo una rosa bianca, la taglio e la metto in un vaso con una soluzione di blu di metilene, dopo un certo periodo di tempo avrò una rosa blu. E’ una dimostrazione indiretta che esiste questa forza che fa salire l’acqua attraverso i tubicini per effetto della traspirazione delle foglie e non per la pressione radicale inesistente in un fiore reciso.
Abbiamo visto prima che l’acqua viene persa dalle foglie attraverso il passaggio dallo stato liquido allo stato di gas. Quindi il vapore acqueo esce dalla foglia attraverso gli stomi. L’apertura degli storni è una apertura regolabile ed è in relazione con l’attività fotosintetica, cioè se la pianta ha bisogno di fare fotosintesi tiene aperti gli stomi, se non ne ha bisogno, magari per risparmiare acqua, chiude gli stomi.
Il rapporto di traspirazione tipico di ogni pianta è dato dal numero di molecole di acqua traspirate tratto il numero di molecole di anidride carbonica. C’è sempre un rapporto tra la quantità di acqua traspirata e la quantità di C02 che deve essere incamerata per fare la fotosintesi.
Per concludere,, l’acqua all’interno della pianta, può essere considerata come un sistema idraulico continuo, che collega l’acqua presente nel sottosuolo con l’acqua sotto forma di vapore esistente nell’atmosfera- Tutto questo sistema è una risposta di forze fisiche e chimiche, e non richiede direttamente energia. La pianta non consuma energia per aspirare l’acqua e nemmeno per disperderla. L’unica energia che gli serve è quella per mantenere integre le strutture al resto ci pensa il sole.