БІОФІЗИКА РОСЛИН - Ю. І. Посудін - 2004

IІ. ПРОЦЕСИ ПЕРЕНОСУ В СИСТЕМІ РОСЛИНА-ҐРУНТ-ПОВІТРЯ

6. ПЕРЕНОС МАСИ

6.3. ВОДНИЙ ПОТЕНЦІАЛ

Рух такого розчинника, як Вода, через мембрану називається осмосом. Мембрана пропускає малі молекули розчинника, але заважає проходженню великих молекул розчиненої речовини. Подібно молекулярній дифузії та об’ємному потоку, осмос відбувається самочинно завдяки певним рушійним силам.

Якщо для дифузії такою рушійною силою є концентраційний градієнт, а для об’ємного потоку - градієнт тиску, то осмосом керують обидва градієнти. Напрямок і швидкість потоку води через мембрану залежить від двох рушійних сил - градієнта концентрації та градієнта тиску. Цей факт призводить до необхідності Введення концепції градієнта вільної енергії води або, для одного моля, - градієнта хімічного потенціалу.

Стосовно біофізики рослин цей градієнт отримав назву градієнта водного потенціалу. Саме водний потенціал забезпечує рух води в системі ґрунт-рослина-повітря. Позначається водний потенціал грецькою літерою ψ_в, типова одиниця вимірювання - МПа (1 МПа = 10⁶ Па). Якісно цей параметр характеризує здатність води рухатися - від вищих значень водного потенціалу до нижчих, кількісно він відповідає різниці значень вільної енергії води в даній системі та чистої води при атмосферному тиску. Чиста вода на рівні земної поверхні та повітря з відносною вологістю 100 % мають водний потенціал, рівний нулю.

Приклад. Припустимо, що судина ксилеми спілкується з трьома клітинами А, Б і В. Значення водного потенціалу становлять 0, -0,1, -0,2 та -0,3 МПа для судини та клітин А, Б, В відповідно. В якому напрямку рухається вода?

Розв’язання. Водний потенціал характеризує здатність води рухатися від вищих значень водного потенціалу до нижчих, тобто вода буде рухатися від судини ксилеми до клітини В.