Komponen potensial air, metode dan contoh

Dia Potensi air Itu adalah energi bebas atau mampu melakukan pekerjaan, yang memiliki volume air tertentu. Dengan demikian, air di bagian atas air terjun atau lompatan air memiliki potensi air yang tinggi yang, misalnya, mampu memindahkan turbin.

Simbol yang digunakan untuk merujuk pada potensi air adalah huruf kapital yang disebut psi, yang ditulis ψ. Potensi air dari sistem apa pun diukur mengacu pada potensi air air murni dalam kondisi yang dianggap standar (tekanan 1 atmosfer dan tinggi dan suhu yang sama dari sistem yang akan dipelajari).

Potensi osmotik. Sumber: Kade Cheept/CC BYS (https: // CreativeCommons.Org/lisensi/by-sa/4.0)

Faktor -faktor yang menentukan potensi air adalah gravitasi, suhu, tekanan, hidrasi dan konsentrasi zat terlarut yang ada dalam air. Faktor -faktor ini menentukan bahwa nilai potensial air terbentuk dan gradien ini mendorong difusi air.

Dengan cara ini, air bergerak dari satu tempat dengan potensi air tinggi ke yang lain dengan potensi air rendah. Komponen potensi air adalah potensi osmotik (konsentrasi zat terlarut di dalam air), potensi mastrik (kepatuhan air terhadap matriks berpori), potensi gravitasi dan potensi tekanan.

Pengetahuan tentang potensi air sangat penting untuk memahami fungsi berbagai fenomena hidrologi dan biologis. Di antara ini penyerapan air dan nutrisi oleh tanaman dan aliran air di tanah.

[TOC]

Komponen potensial air

Potensi air dibentuk oleh empat komponen: potensi osmotik, potensi mastrik, potensi gravitasi dan potensi tekanan. Tindakan komponen -komponen ini menentukan keberadaan gradien potensial air.

Potensi osmotik (ψs)

Biasanya air tidak dalam keadaan paling murni, karena memiliki padatan yang larut di dalamnya (zat terlarut), seperti garam mineral. Potensi osmotik diberikan oleh konsentrasi zat terlarut dalam larutan.

Semakin besar jumlah zat terlarut terlarut, ada lebih sedikit energi bebas air, yaitu potensi air yang lebih sedikit. Oleh karena itu, air mencoba untuk menetapkan keseimbangan yang mengalir dari larutan dengan konsentrasi rendah zat terlarut ke larutan dengan konsentrasi zat terlarut yang tinggi.

Potensi matris atau matrial (ψm)

Dalam hal ini, faktor penentu adalah adanya matriks atau struktur material terhidratable, yaitu, ia memiliki afinitas terhadap air. Hal ini disebabkan oleh gaya adhesi yang diciptakan antara molekul, terutama jembatan hidrogen yang terbentuk antara molekul air, atom oksigen dan gugus hidroksil (OH).

Misalnya, adhesi air ke lempung tanah adalah kasus potensi air berdasarkan potensi mastrik. Matriks ini saat menarik air menghasilkan potensi air yang positif, oleh karena itu air di luar matriks mengalir ke arahnya dan cenderung tetap di dalam seperti yang terjadi di spons.

Potensi gravitasi atau tinggi (ψg)

Gaya gravitasi Bumi dalam hal ini yang menetapkan gradien potensial, karena air akan cenderung jatuh. Air yang terletak pada ketinggian tertentu memiliki energi bebas yang ditentukan oleh ketertarikan yang diberikan Bumi pada massanya.

Itu dapat melayani Anda: polusi kimia: penyebab, konsekuensi, contoh Gerakan Air Gravitasi. Sumber: Bilal Ahmad/CC BYS-S (https: // CreativeCommons.Org/lisensi/by-sa/4.0)

Misalnya, air dalam tangki air tinggi jatuh dengan bebas melalui pipa dan bergerak dengan energi kinetik (gerakan) sampai mencapai keran.

Potensi tekanan (ψp)

Dalam hal ini, tekanan di bawah tekanan memiliki energi bebas yang lebih besar, yaitu potensi air yang lebih besar. Oleh karena itu, air ini akan bergerak dari tempat ia mengalami tekanan di mana tidak ada dan akibatnya ada lebih sedikit energi bebas (lebih sedikit potensi air).

Misalnya, ketika kita dosis turun melalui penetes, saat mengencangkan kenop karet kita menerapkan tekanan yang menganugerahkan energi ke air. Karena energi yang lebih bebas ini, air bergerak ke luar di mana tekanannya lebih rendah.

Metode untuk menentukan potensi air

Ada beragam metode untuk mengukur potensi air, beberapa cocok untuk tanah, yang lain untuk jaringan, untuk sistem hidrolik mekanis dan lainnya. Potensi air setara dengan unit tekanan dan diukur dalam atmosfer, batang, pascal atau psi (pon per inci persegi dalam akronimnya dalam bahasa Inggris).

Di bawah ini adalah beberapa metode ini:

Kamera Tekanan atau Pompa Scholand

Jika Anda ingin mengukur potensi air dari daun tanaman, Anda dapat menggunakan tekanan atau pompa atau pompa scholand. Ini terdiri dari ruang hermetis di mana seluruh lembaran ditempatkan (lembar dengan tangkai daunnya).

Air potensial pengukuran lembar dengan ruang tekanan. Sumber: Pressebomb.SVG: AIBDESCALZODERIVATIF PEKERJAAN: AIBDESCALZO/CC BY-SA (https: // CreativeCommons.Org/lisensi/by-sa/3.0)

Kemudian tekanan meningkat di dalam ruang dengan memperkenalkan gas bertekanan, mengukur tekanan yang sedang dicapai dengan pengukur tekanan. Tekanan gas pada daun meningkat, ke titik di mana air yang terkandung dalam kecambah ini oleh jaringan vaskular tangkai daun.

Tekanan yang ditunjukkan oleh pengukur tekanan saat air meninggalkan lembaran, sesuai dengan potensi air yang sama.

Probe tekanan

Ada beberapa alternatif untuk mengukur potensi air melalui instrumen khusus yang disebut probe tekanan. Ada yang dirancang untuk mengukur potensi air tanah, terutama berdasarkan potensi mastrik.

Misalnya, ada probe digital yang bekerja berdasarkan memperkenalkan ke tanah matriks keramik berpori yang terhubung ke sensor kelembaban. Keramik ini terhidrasi dengan air di dalam tanah sampai mencapai keseimbangan antara potensi air dalam matriks keramik dan potensi air tanah.

Selanjutnya, sensor menentukan kandungan kelembaban keramik dan memperkirakan potensi air tanah.

Mikrokapiler dengan probe tekanan

Ada juga probe yang mampu mengukur potensi air di jaringan tanaman, seperti batang tanaman. Model terdiri dari tabung ujung halus yang sangat tipis (tabung mikropillary) yang dimasukkan ke dalam jaringan.

Dapat melayani Anda: Ekosistem Hutan: Karakteristik, Flora, Fauna, Contoh

Ketika jaringan hidup menembus, solusi yang terkandung dalam sel mengikuti gradien potensial yang ditentukan oleh tekanan yang terkandung dalam batang dan dimasukkan ke dalam mikropilar. Setelah cairan batang ke dalam tabung, ia mendorong oli yang terkandung di dalamnya yang mengaktifkan tekanan atau pengukur tekanan yang memberikan nilai yang sesuai dengan potensi air

Variasi berat atau volume

Untuk mengukur potensi air berdasarkan potensi osmotik, variasi berat jaringan yang terendam dalam solusi untuk konsentrasi zat terlarut yang berbeda dapat ditentukan. Untuk ini, serangkaian tabung reaksi disiapkan, masing -masing dengan konsentrasi zat terlarut yang diketahui, misalnya sukrosa (gula).

Yaitu, jika di setiap 5 tabung ada 10 cc air, ditambahkan dalam tabung pertama 1 mg sukrosa, pada 2mg kedua dan hingga 5 mg di terakhirnya. Oleh karena itu kami memiliki baterai yang mengikat konsentrasi sukrosa.

Kemudian 5 bagian dengan berat jaringan yang sama dan diketahui dipotong di mana potensi air (misalnya potongan kentang) ingin menentukan. Selanjutnya, bagian ditempatkan di setiap tabung reaksi dan melewati 2 jam, bagian jaringan diekstraksi dan ditimbang.

Hasil dan interpretasi yang diharapkan

Beberapa bagian diharapkan menurunkan berat badan karena kehilangan air, yang lain akan meningkatkannya karena mereka menyerap air dan yang lain akan menjaga berat badan.

Mereka yang kehilangan air berada dalam larutan di mana konsentrasi sukrosa lebih besar dari konsentrasi zat terlarut di dalam jaringan. Oleh karena itu air mengalir sesuai dengan gradien potensial osmotik dari konsentrasi terbesar untuk anak, dan jaringan kehilangan air dan berat badan.

Sebaliknya, jaringan yang menambah air dan berat, berada dalam larutan dengan konsentrasi sukrosa yang lebih rendah daripada konsentrasi zat terlarut di dalam jaringan. Dalam hal ini, gradien potensial osmotik lebih menyukai masuknya air ke dalam jaringan.

Akhirnya, dalam kasus di mana jaringan mempertahankan berat aslinya, disimpulkan bahwa konsentrasi di mana ia memiliki konsentrasi zat terlarut yang sama. Oleh karena itu, konsentrasi ini akan sesuai dengan potensi air jaringan yang dipelajari.

Contoh

Penyerapan air oleh tanaman

Pohon setinggi 30 m perlu mengangkut air dari tanah ke lembaran terakhir, dan ini dilakukan melalui sistem pembuluh darahnya. Sistem ini adalah kain khusus yang dibentuk oleh sel yang mati dan mirip dengan tabung yang sangat tipis.

Pergerakan air pada tanaman. Sumber: Laurel Jules/CC BY-SA (https: // CreativeCommons.Org/lisensi/by-sa/3.0)

Transportasi dimungkinkan berkat perbedaan potensi air yang dihasilkan antara atmosfer dan daun, yang pada gilirannya ditransmisikan ke sistem pembuluh darah. Lembar kehilangan air dalam keadaan gas karena konsentrasi uap air yang lebih besar di dalamnya (potensi air utama) sehubungan dengan lingkungan (potensi air minor).

Dapat melayani Anda: 20 hewan aseksual dan karakteristiknya

Hilangnya uap menghasilkan tekanan atau pengisapan negatif yang mendorong air dari kapal sistem pembuluh darah ke lembaran lembaran. Pengisapan ini ditransmisikan dari kaca ke kaca sampai mencapai akar, di mana sel dan ruang antar sel tertanam dari air yang diserap tanah.

Air dari tanah, menembus akar karena perbedaan potensial osmotik antara air akar dan sel epidermis tanah. Ini terjadi karena sel akar memiliki zat terlarut dalam konsentrasi yang lebih besar daripada air tanah.

Lendir

Banyak lingkungan kering menahan air yang menghasilkan lendir (zat kental) yang disimpan dalam vacuolas mereka. Molekul -molekul ini menahan air dengan mengurangi energi bebasnya (di bawah potensi air), dalam hal ini komponen misionaris dari potensi air.

Tangki Air Tinggi

Dalam hal sistem penyediaan air berdasarkan tangki tinggi, diisi dengan air karena efek potensi tekanan. Perusahaan yang menyediakan layanan air, mengirimkannya dengan tekanan oleh pompa hidrolik dan dengan demikian Kedaluwarsa Gaya Gravitasi untuk mencapai tangki.

Setelah tangki diisi, air didistribusikan dari yang sama berkat perbedaan potensial antara air yang disimpan di dalam tangki dan outlet air di rumah. Saat membuka keran, gradien potensial gravitasi di antara air di mulut tangki dan tangki terbentuk.

Oleh karena itu, air tangki memiliki energi bebas yang lebih besar (potensi air yang lebih besar) dan jatuh terutama karena gaya gravitasi.

Difusi air di tanah

Komponen utama potensi air tanah adalah potensi mastrik, mengingat gaya adhesi yang ditetapkan antara lempung dan air. Di sisi lain, potensi gravitasi mempengaruhi gradien perpindahan air vertikal di tanah.

Pada energi bebas air yang terkandung di dalam tanah, yaitu potensi airnya, banyak proses yang terjadi dalam tergantung yang sama. Di antara proses -proses ini adalah nutrisi dan keringat tanaman, infiltrasi air hujan dan penguapan air tanah.

Di pertanian penting untuk menentukan potensi air tanah untuk menerapkan irigasi dan pemupukan dengan benar. Jika potensi Martrik tanah sangat tinggi, air akan tetap melekat pada lempung dan tidak akan tersedia untuk penyerapan oleh tanaman.

Referensi

1. Busso, c.KE. (2008). Penggunaan Ruang Tekanan dan Psikrometer untuk Thermocoupla dalam Menentukan Hubungan Air di Jaringan Tanaman. Φyton.
2. Quintal-ortiz, w.C., Pérez-gutiérrez, a., Latournerie-Moreno, l., May-Lara, c., Ruiz-Sánchez, e. dan Martínez-chacón, untuk.J.(2012). Penggunaan air, potensi air, dan kinerja Habanero Chili (cApsicum Chinense JAcq.). Majalah Phytotechnics Meksiko.
3. Salisbury, f.B. dan Ross, C.W. (1991). Fisiologi tanaman. Penerbitan Wadsworth.
4. Scholand, hlm., Bradstreet, e., Hemmingsen, e. Dan hammel, h. (1965). Tekanan getah pada tanaman vaskular: tekanan hidrostatik negatif dapat diukur pada tanaman. Sains.
5. Squeo, f.KE. (2007). Potensi air dan air. Dalam: Squeo, f.KE. Dan cardemil, l. (Eds.). Fisiologi tanaman. Edisi Universitas La Serena