Potencial de agua
Las plantas son ingenieros hidráulicos fenomenales. Utilizando solo las leyes básicas de la física y la simple manipulación de la energía potencial, las plantas pueden mover el agua a la copa de un árbol de 116 metros de altura. Las plantas también pueden usar sistemas hidráulicos para generar suficiente fuerza para dividir rocas y doblar aceras. El potencial hídrico es fundamental para mover el agua a las hojas para que se pueda realizar la fotosíntesis.
El potencial hídrico es una medida de la energía potencial en el agua, o Diferencia de energía potencial entre una muestra de agua dada y agua pura (a presión atmosférica y temperatura ambiente). El potencial hídrico se denota con la letra griega ψ (psi) y se expresa en unidades de presión (la presión es una forma de energía) llamadas megapascales (MPa). El potencial del agua pura (Ψwpure H2O) se designa con un valor de cero (aunque el agua pura contiene mucha energía potencial, esa energía se ignora). Los valores del potencial hídrico para el agua en la raíz, el tallo o la hoja de una planta se expresan, por lo tanto, en relación con el H2O puro.
El potencial hídrico en las soluciones de las plantas está influenciado por la concentración de solutos, la presión, la gravedad y factores llamados efectos matriciales. El potencial hídrico se puede dividir en sus componentes individuales utilizando la siguiente ecuación:
Ψsystem = Ψtotal = Ψs + Ψp + Ψg + Ψm
donde
- Ψs = potencial de soluto
- Ψp, = potencial de presión
- Ψg, = potencial de gravedad
- Ψm = potencial de matriz
«Sistema» puede referirse al potencial hídrico del agua del suelo (Ψsuelo), el agua de la raíz (Ψroot), el agua del tallo (Ψstem), el agua de las hojas (Ψleaf) o el agua en la atmósfera (Ψatmosphere), cualquiera que sea el sistema A medida que cambian los componentes individuales, aumentan o disminuyen el potencial hídrico total de un sistema. Cuando esto sucede, el agua se mueve para equilibrarse, pasando del sistema o compartimento con un mayor potencial hídrico al sistema o compartimento con una menor cantidad de agua. potencial. Esto hace que la diferencia en el potencial hídrico entre los dos sistemas (Δ) vuelva a cero (Δ = 0). Por lo tanto, para que el agua se mueva a través de la planta desde el suelo hasta el aire (un proceso llamado transpiración), las condiciones deben existir como tales:
Ψsoil > Ψroot > Ψstem > Ψleaf > Ψatmosphere.
El agua solo se mueve en respuesta a Δ, no en respuesta a los componentes individuales. Sin embargo, debido a que los componentes individuales influyen en el Ψsistema total, una planta puede controlar el movimiento del agua manipulando los componentes individuales (especialmente Ψs).