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Modelo Conceptual
Descripción
Modelo E5 - Interfaz suelo
El modelo conceptual busca comprender los mecanismos que dan origen a un comportamiento, y describirlos de la forma más simple posible. Para eso, el comportamiento se segmenta en temas (grupos): cada uno identifica los objetos o variables que participan —tanto en su funcionamiento normal como en sus posibles anomalías o desviaciones— y describe, mediante verbos, la forma en que esos objetos interactúan entre sí. El resultado es lo que llamamos una red semántica: la estructura con la que representamos y comunicamos el modelo conceptual, antes de introducir ecuación alguna.
ID:3421
Estructura de los Grupos
Descripción
El primer paso consiste en analizar la descripción general del modelo e identificar los distintos aspectos que intervienen en el fenómeno y que deben ser representados. Cada uno de estos aspectos se organiza como un grupo, entendido como una unidad conceptual coherente que describe una parte específica del funcionamiento del modelo.
Cada grupo reúne los objetos o conceptos relevantes para ese aspecto y las relaciones o verbos que describen cómo interactúan, se modifican o dependen unos de otros. De esta manera, cada grupo constituye una parte de la red semántica del modelo, mientras que el conjunto de los grupos permite representar de forma estructurada su funcionamiento global.
La división en grupos facilita además separar mecanismos, condiciones, procesos y resultados que cumplen funciones diferentes dentro del modelo, manteniendo al mismo tiempo las relaciones que existen entre ellos. Los grupos no son, por tanto, componentes aislados: pueden compartir conceptos y establecer relaciones entre sí, formando conjuntamente una única representación semántica del fenómeno.
La imagen anterior ofrece una visión general de los distintos aspectos en que se ha estructurado el modelo. A continuación se presentan los grupos identificados, indicando para cada uno su título y una breve descripción del aspecto del modelo que representa.
Grupo 1: Grupo 1: Absorción de agua en la interfaz raíz-suelo
La raíz absorbe agua a través de la interfaz raíz-suelo y la cantidad accesible depende del potencial mátrico: al hacerse más negativo, las partículas del suelo retienen el agua con mayor fuerza y disminuye la absorción radicular. La cantidad que cambia es la absorción de agua; decrece cuando aumenta en magnitud la retención asociada a un potencial mátrico más negativo.
Grupo 2: Grupo 2: Captación de nutrientes por difusión y flujo de masa
Los nutrientes llegan a la raíz por difusión y por flujo de masa en el mismo volumen de suelo. La difusión responde al gradiente de concentración hacia la superficie radicular empobrecida por absorción; el flujo de masa crece cuando aumenta la absorción de agua, porque el agua transporta nutrientes disueltos, independientemente del aporte difusivo.
Grupo 3: Grupo 3: Biogeoquímica de la rizosfera
La raíz libera exudados en la rizosfera; estos alimentan microorganismos, incluidas micorrizas, que amplían el acceso de la raíz a nutrientes. Los exudados también modifican el pH local y ese cambio altera la disponibilidad química de nutrientes; por tanto, el acceso y la disponibilidad dependen de la actividad de exudación y de sus efectos biológicos y químicos.
Grupo 4: Grupo 4: Conductividad hidráulica y cuello de botella hídrico
La conductividad hidráulica determina la rapidez con que el suelo repone junto a la raíz el agua ya absorbida. A medida que el suelo se seca, el potencial mátrico cae gradualmente pero la conductividad hidráulica cae de forma marcadamente no lineal y puede desplomarse antes del agotamiento absoluto; cuando la reposición deja de seguir el ritmo de absorción aparece un cuello de botella que limita el suministro y la absorción aunque aún quede agua almacenada.
ID:1401
Grupo 1: Grupo 1: Absorción de agua en la interfaz raíz-suelo
Descripción
La raíz absorbe agua a través de la interfaz raíz-suelo y la cantidad accesible depende del potencial mátrico: al hacerse más negativo, las partículas del suelo retienen el agua con mayor fuerza y disminuye la absorción radicular. La cantidad que cambia es la absorción de agua; decrece cuando aumenta en magnitud la retención asociada a un potencial mátrico más negativo.
Pregunta clave: ¿Cómo controla el potencial mátrico la absorción de agua por la raíz?
La raíz absorbe agua a través de la interfaz raíz-suelo y la cantidad accesible depende del potencial mátrico: al hacerse más negativo, las partículas del suelo retienen el agua con mayor fuerza y disminuye la absorción radicular. La cantidad que cambia es la absorción de agua; decrece cuando aumenta en magnitud la retención asociada a un potencial mátrico más negativo. En la interfaz raíz-suelo, la absorción de agua por parte de la raíz está gobernada por el potencial mátrico del suelo, que es el componente del potencial hídrico del suelo que resulta de la fuerza con la que las partículas del suelo retienen el agua contra la fuerza de succión de la raíz: cuanto más negativo es el potencial mátrico del suelo, con más fuerza retiene el suelo su agua, y menos agua logra absorber la raíz a través de la interfaz raíz-suelo. De las propiedades del suelo que afectan a la interfaz raíz-suelo, la más importante para la planta es la conductividad hidráulica del suelo, porque es la que determina qué tan rápido puede el suelo reponer, junto a la raíz, el agua que la raíz ya absorbió: a diferencia del potencial mátrico del suelo, que cae de manera gradual a medida que el suelo se seca, la conductividad hidráulica del suelo cae de forma marcadamente no lineal, desplomándose mucho antes de que el suelo esté seco en términos absolutos. Esa caída no lineal de la conductividad hidráulica del suelo crea un cuello de botella en el suministro de agua hacia la raíz: aunque todavía quede bastante agua almacenada en el suelo, esa agua deja de poder desplazarse con la rapidez suficiente hasta la superficie de la raíz a través de la interfaz raíz-suelo, y la absorción de agua de la planta se limita por ese cuello de botella mucho antes de que el suelo se agote realmente de agua.
ID:3030
Grupo 2: Grupo 2: Captación de nutrientes por difusión y flujo de masa
Descripción
Los nutrientes llegan a la raíz por difusión y por flujo de masa en el mismo volumen de suelo. La difusión responde al gradiente de concentración hacia la superficie radicular empobrecida por absorción; el flujo de masa crece cuando aumenta la absorción de agua, porque el agua transporta nutrientes disueltos, independientemente del aporte difusivo.
Pregunta clave: ¿Cómo llegan y se captan los nutrientes por difusión y flujo de masa?
Los nutrientes llegan a la raíz por difusión y por flujo de masa en el mismo volumen de suelo. La difusión responde al gradiente de concentración hacia la superficie radicular empobrecida por absorción; el flujo de masa crece cuando aumenta la absorción de agua, porque el agua transporta nutrientes disueltos, independientemente del aporte difusivo. En la misma interfaz raíz-suelo, la captación de nutrientes ocurre por dos vías: por difusión, cuando los nutrientes de la solución del suelo se desplazan desde donde están más concentrados hacia la superficie de la raíz, donde la concentración es menor porque la raíz los va absorbiendo, y por flujo de masa, cuando el agua que la raíz absorbe arrastra consigo, disueltos en la solución del suelo, a los nutrientes que esa agua contiene. Cuanto más rápido absorbe agua la raíz, más nutrientes le llegan por flujo de masa, independientemente de cuánto le llegue por difusión. También en la interfaz raíz-suelo, la raíz participa en la biogeoquímica de la rizosfera liberando exudados hacia el suelo que la rodea: esos exudados alimentan a microorganismos del suelo, entre ellos las micorrizas, que a cambio le proporcionan a la raíz un acceso a nutrientes que la raíz por sí sola no alcanzaría, y los propios exudados modifican también el pH local del suelo alrededor de la raíz, lo que a su vez cambia la disponibilidad química de varios nutrientes en esa misma solución del suelo de la que se nutre la captación de nutrientes.
ID:3031
Grupo 3: Grupo 3: Biogeoquímica de la rizosfera
Descripción
La raíz libera exudados en la rizosfera; estos alimentan microorganismos, incluidas micorrizas, que amplían el acceso de la raíz a nutrientes. Los exudados también modifican el pH local y ese cambio altera la disponibilidad química de nutrientes; por tanto, el acceso y la disponibilidad dependen de la actividad de exudación y de sus efectos biológicos y químicos.
Pregunta clave: ¿Cómo modifican los exudados, microorganismos y pH la disponibilidad y el acceso a nutrientes?
La raíz libera exudados en la rizosfera; estos alimentan microorganismos, incluidas micorrizas, que amplían el acceso de la raíz a nutrientes. Los exudados también modifican el pH local y ese cambio altera la disponibilidad química de nutrientes; por tanto, el acceso y la disponibilidad dependen de la actividad de exudación y de sus efectos biológicos y químicos. También en la interfaz raíz-suelo, la raíz participa en la biogeoquímica de la rizosfera liberando exudados hacia el suelo que la rodea: esos exudados alimentan a microorganismos del suelo, entre ellos las micorrizas, que a cambio le proporcionan a la raíz un acceso a nutrientes que la raíz por sí sola no alcanzaría, y los propios exudados modifican también el pH local del suelo alrededor de la raíz, lo que a su vez cambia la disponibilidad química de varios nutrientes en esa misma solución del suelo de la que se nutre la captación de nutrientes. La interfaz raíz-suelo es la zona de intercambio donde la raíz de la planta absorbe agua, capta nutrientes y participa en la biogeoquímica de la rizosfera que la rodea, y estos tres procesos ocurren juntos, en el mismo volumen de suelo, aunque cada uno depende de una propiedad distinta del suelo. En la misma interfaz raíz-suelo, la captación de nutrientes ocurre por dos vías: por difusión, cuando los nutrientes de la solución del suelo se desplazan desde donde están más concentrados hacia la superficie de la raíz, donde la concentración es menor porque la raíz los va absorbiendo, y por flujo de masa, cuando el agua que la raíz absorbe arrastra consigo, disueltos en la solución del suelo, a los nutrientes que esa agua contiene.
ID:3032
Grupo 4: Grupo 4: Conductividad hidráulica y cuello de botella hídrico
Descripción
La conductividad hidráulica determina la rapidez con que el suelo repone junto a la raíz el agua ya absorbida. A medida que el suelo se seca, el potencial mátrico cae gradualmente pero la conductividad hidráulica cae de forma marcadamente no lineal y puede desplomarse antes del agotamiento absoluto; cuando la reposición deja de seguir el ritmo de absorción aparece un cuello de botella que limita el suministro y la absorción aunque aún quede agua almacenada.
Pregunta clave: ¿Cómo limita la conductividad hidráulica el suministro de agua antes del agotamiento del suelo?
La conductividad hidráulica determina la rapidez con que el suelo repone junto a la raíz el agua ya absorbida. A medida que el suelo se seca, el potencial mátrico cae gradualmente pero la conductividad hidráulica cae de forma marcadamente no lineal y puede desplomarse antes del agotamiento absoluto; cuando la reposición deja de seguir el ritmo de absorción aparece un cuello de botella que limita el suministro y la absorción aunque aún quede agua almacenada. Esa caída no lineal de la conductividad hidráulica del suelo crea un cuello de botella en el suministro de agua hacia la raíz: aunque todavía quede bastante agua almacenada en el suelo, esa agua deja de poder desplazarse con la rapidez suficiente hasta la superficie de la raíz a través de la interfaz raíz-suelo, y la absorción de agua de la planta se limita por ese cuello de botella mucho antes de que el suelo se agote realmente de agua. De las propiedades del suelo que afectan a la interfaz raíz-suelo, la más importante para la planta es la conductividad hidráulica del suelo, porque es la que determina qué tan rápido puede el suelo reponer, junto a la raíz, el agua que la raíz ya absorbió: a diferencia del potencial mátrico del suelo, que cae de manera gradual a medida que el suelo se seca, la conductividad hidráulica del suelo cae de forma marcadamente no lineal, desplomándose mucho antes de que el suelo esté seco en términos absolutos. En la interfaz raíz-suelo, la absorción de agua por parte de la raíz está gobernada por el potencial mátrico del suelo, que es el componente del potencial hídrico del suelo que resulta de la fuerza con la que las partículas del suelo retienen el agua contra la fuerza de succión de la raíz: cuanto más negativo es el potencial mátrico del suelo, con más fuerza retiene el suelo su agua, y menos agua logra absorber la raíz a través de la interfaz raíz-suelo.
ID:3033