Potencial de água
As plantas são engenheiros hidráulicos fenomenais. Usando apenas as leis básicas da física e a simples manipulação da energia potencial, as plantas podem mover a água para o topo de uma árvore de 116 metros de altura. As plantas também podem usar o sistema hidráulico para gerar força suficiente para rachar pedras e entortar calçadas. O potencial da água é crítico para mover a água para as folhas, de modo que a fotossíntese possa ocorrer.
O potencial da água é uma medida da energia potencial na água, ou o diferença na energia potencial entre uma dada amostra de água e água pura (à pressão atmosférica e à temperatura ambiente). O potencial da água é denotado pela letra grega ψ (psi) e é expresso em unidades de pressão (a pressão é uma forma de energia) chamadas megapascais (MPa). O potencial da água pura (ΨH2O pura) é designado com um valor zero (embora a água pura contenha muita energia potencial, essa energia é ignorada). Os valores do potencial hídrico para a água na raiz, caule ou folha de uma planta são, portanto, expressos em relação a Ψ H2O puro.
O potencial hídrico em soluções de plantas é influenciado pela concentração de soluto, pressão, gravidade e fatores chamados efeitos de matriz. O potencial da água pode ser dividido em seus componentes individuais usando a seguinte equação:
Ψsistema = Ψtotal = Ψs + Ψp + Ψg + Ψm
onde
- Ψs = potencial de soluto
- Ψp, = potencial de pressão
- Ψg, = potencial de gravidade
- Ψm = potencial matricial
“Sistema” pode se referir ao potencial hídrico da água do solo (Ψsoil), água da raiz (Ψroot), água do tronco (Ψstem), água da folha (Ψleaf) ou da água na atmosfera (Ψatmosphere), qualquer que seja o sistema aquoso em consideração. Conforme os componentes individuais mudam, eles aumentam ou diminuem o potencial hídrico total de um sistema. Quando isso acontece, a água se move para se equilibrar, movendo-se do sistema ou compartimento com maior potencial hídrico para o sistema ou compartimento com menor potencial hídrico Isso traz a diferença de potencial da água entre os dois sistemas (Δ) de volta a zero (Δ = 0). Portanto, para a água se mover através da planta do solo para o ar (um processo chamado transpiração), o as condições devem existir como:
Ψsoil > Ψroot > Ψstem > Ψleaf > Ψatmosphere.
A água apenas se move em resposta a Δ, não em resposta aos componentes individuais. No entanto, como os componentes individuais influenciam o totalsistema total, uma planta pode controlar o movimento da água manipulando os componentes individuais (especialmente Ψs).