vandoptagelse

Vandet (og mineralerne) optages hovedsageligt gennem røddernes fine rodhår, som er tynde udvækster på specialiserede celler på overfladen af de yderste forgreninger af rødderne. Rodhårene er 0,1-2 mm lange og giver tilsammen en meget stor overflade. En enkelt rugplantes rodareal er blevet målt til at være 200 m², samme overflade som en basketballbane! Vandet trænger ind gennem rodhårenes cellevægge og cellemembraner ved diffusion og transporteres videre frem til ledningsstrenge (xylem) i midten af rødderne stadig ved diffusion, som fungerer godt over korte afstande, men ikke over lange afstande – et sukrose-molekyle kan bevæge sig 50 mm (diameteren på en stor celle) på 2,5 sekunder ved diffusion, men det tager 62 år at flytte sig 1 m!

I xylemet, som består af døde cellers cellevægge, transporteres vandet op til plantens stængler og blade med en hastighed af normalt ca. 10 m i timen ved massestrømning. Når vandet når frem i karrenes yderste forgreninger i bladene, er det igen diffusion, der fører vandet fra ledningsstrengene til de enkelte celler og derfra ud af bladet ved fordampning.

Vandet i rødderne kan have et overtryk, men dette rodtryk er langtfra tilstrækkeligt til at presse vandet op i planten; vandtransporten drives af det undertryk, der dannes ved fordampning fra bladene. I almindelighed kan en sugepumpe ved atmosfærisk tryk ikke hæve vand højere end 10 m, og det kan derfor virke paradoksalt, at træer kan transportere vand 100 m op over jordoverfladen. Forklaringen er, at vandmolekylerne hænger sammen med en såkaldt kohæsionskraft, som tillader et stort undertryk, uden at vandsøjlen brydes. I planternes tynde vandtransportelementer, kar og trakeider, fungerer kohæsionskraften særlig godt og tillader store undertryk, der ikke ville være mulige i tykkere rør. Sammen med vandet transporteres næringsstoffer fra rødderne frem til bladene, se stoftransport.

For at beskrive de kræfter, der driver vandets bevægelse, benyttes begrebet vandpotentiale. Rent vand har et potentiale på 0 MPa (megapascal), men vandpotentialet falder, når der opløses stoffer, såsom salte eller sukker (vandet ’fortyndes’). I jordvæsken, hvor koncentrationen af opløste stoffer er relativ lav, er vandpotentialet typisk omkring -0,1 MPa. På grund af optagelse og koncentration af næringsstoffer i røddernes er koncentrationen af opløste stoffer i cellerne så høj, at vandpotentialet kan være mindre end -0,5 MPa. Da al diffusion foregår fra en høj til en lav koncentration, vil vandmolekylerne altså bevæge sig fra et højt vandpotentiale til et lavere vandpotentiale, og derfor vil vand diffundere fra markvæsken ind i rodcellerne og videre ind i ledningsstrengen.

I luften, som omgiver bladene, og som de optager CO₂ fra gennem spalteåbningerne (stomata), er vandpotentialet meget lavt – vandpotentialet i luft 97 % mættet med vanddamp er -7 MPa! – og det er den forskel i vandpotentiale som trækker vandsøjlen (med opløste mineraler) op igennem xylemet ved massestrømning. Når vandet kommer op i bladcellerne, kan det fordampe og diffundere ud gennem åbne spalteåbninger (stomata).

Energien til vandtransporten fra rod til blad, og derfor også til transport af mineralnæring, kommer fra solen, når lysets varme får vand til at fordampe fra bladene. Denne fordampning har også den fordel, at den køler bladene, som ellers kan blive overophedede på dage med kraftigt sollys.

• væskebalance
• stoftransport