Potentiel eau
Les usines sont des ingénieurs hydrauliques phénoménaux. En utilisant uniquement les lois de base de la physique et la simple manipulation de lénergie potentielle, les plantes peuvent déplacer leau jusquau sommet dun arbre de 116 mètres de haut. Les plantes peuvent également utiliser lhydraulique pour générer suffisamment de force pour fendre les roches et déformer les trottoirs. Le potentiel hydrique est essentiel pour déplacer leau vers les feuilles afin que la photosynthèse puisse avoir lieu.
Le potentiel de leau est une mesure de lénergie potentielle dans leau, ou différence dénergie potentielle entre un échantillon deau donné et de leau pure (à pression atmosphérique et température ambiante). Le potentiel de leau est désigné par la lettre grecque ψ (psi) et est exprimé en unités de pression (la pression est une forme dénergie) appelées mégapascals (MPa). Le potentiel de leau pure (Ψwpure H2O) est désigné comme une valeur de zéro (même si leau pure contient beaucoup dénergie potentielle, cette énergie est ignorée). Les valeurs du potentiel hydrique de leau dans une racine, une tige ou une feuille de plante sont donc exprimées par rapport à Ψwpure H2O.
Le potentiel hydrique des solutions végétales est influencé par la concentration de soluté, la pression, la gravité et facteurs appelés effets de matrice. Le potentiel de leau peut être décomposé en ses composants individuels en utilisant léquation suivante:
Ψsystem = Ψtotal = Ψs + Ψp + Ψg + Ψm
où
- Ψs = potentiel de soluté
- Ψp, = potentiel de pression
- Ψg, = potentiel de gravité
- Ψm = potentiel matriciel
«Système» peut faire référence au potentiel hydrique de leau du sol (Ψsol), de leau des racines (Ψracine), de leau de la tige (Ψtige), de leau des feuilles (Ψleaf) ou de leau dans latmosphère (Ψatmosphère), quel que soit le système aqueux à létude. À mesure que les composants individuels changent, ils augmentent ou diminuent le potentiel deau total dun système. Lorsque cela se produit, leau se déplace pour séquilibrer, passant du système ou du compartiment avec un potentiel deau plus élevé au système ou compartiment avec une eau plus faible Cela ramène la différence de potentiel en eau entre les deux systèmes (Δ) à zéro (Δ = 0). Par conséquent, pour que leau se déplace à travers la plante du sol à lair (un processus appelé transpiration), les conditions doivent exister en tant que telles:
Ψsoil > Ψroot > Ψstem > Ψleaf > Ψatmosphere.
Leau ne se déplace quen réponse à Δ, pas en réponse aux composants individuels. Cependant, comme les composants individuels influencent le thesystème total, une usine peut contrôler le mouvement de leau en manipulant les composants individuels (en particulier Ψs).