vandpotentiale

Vandpotentiale er i biologi et begreb, der anvendes til at beskrive vandoptagelse og vandtransport i planter. Det er defineret som Gibbs' fri energi per volumen af vandet og måles i enheder af joule pr. kubikmeter eller Pascal (Pa), som begge er trykenheder. Vandpotentialet måler dermed forskellen i energi mellem vand i en given tilstand og vand i en referencetilstand, som er defineret som rent vand ved atmosfæretryk med et vandpotentiale på 0 MPa (megapascal).

Vand bevæger sig altid mod et mindre vandpotentiale, og begrebet kan dermed anvendes til fx at analysere transporten af vand fra jorden ind i planters rødder og videre op gennem planten, hvor vandet til sidst afgives fra bladene ved fordampning.

Vandpotentialet (Ψ) kan skrives som en sum af tre komponenter hidrørende fra koncentration, tryk og gravitation:

Ψ = Ψ_s + Ψ_p + Ψ_g

Ψ_s er koncentrationskomponenten, og den afhænger af koncentrationen af opløste stoffer i vandet, således at de opløste stoffer "fortynder" vandet og mindsker vandpotentialet. Ψ_s er derfor altid negativ. I jordvæsken er der normalt ikke mange opløste stoffer, så Ψ_s er typisk -0,1 til -0.2 MPa. I planteceller er koncentrationen af opløste stoffer meget højere, og Ψ_s er typisk -0,5 til -1,0 MPa. Det medfører, at vand spontant vil bevæge fra markvæsken med det høje vandpotentiale (mindre negativt) ind i rodcellerne med det lave vandpotentiale (mere negativt).

Ψ_p er trykkomponenten, og den påvirkes af det hydrostatiske tryk, som opstår i planteceller, når vand strømmer ind drevet af Ψ_s. Ψ_p er derfor altid nul (når der kun er atmosfæretryk) eller positiv.

Ψ_g er gravitationskomponenten, som er nul, så længe man ser på vandtransport inden for en celle, en rod eller et blad. Gravitationskomponenten kan blive ganske stor (positiv), når vand skal transporteres i xylemet op til toppen af et 30 m højt bøgetræ, hvor vægten af vandsøjlen er 0.3 MPa.