Apa intră în principal într-un arbore prin rădăcini prin osmoză, iar orice nutrienți minerali dizolvați vor călători împreună cu ea în sus, prin xilemul scoarței interioare (folosind acțiunea capilară) și în frunze. Acești nutrienți care călătoresc hrănesc apoi arborele prin procesul de fotosinteză. Acesta este un proces care transformă energia luminoasă, de obicei de la Soare, în energie chimică care poate fi eliberată ulterior pentru a alimenta activitățile unui organism, inclusiv creșterea.
Arborii furnizează frunzelor apă din cauza scăderii presiunii hidrostatice sau a presiunii apei în părțile superioare, purtătoare de frunze, numite coroane sau baldachine. Această diferență de presiune hidrostatică „ridică” apa până la frunze. Nouăzeci la sută din apa arborelui este în cele din urmă dispersată și eliberată din stomatele frunzelor.
Stomata este o deschidere sau por utilizată pentru schimbul de gaze. Se găsesc în principal pe suprafața inferioară a frunzelor plantelor. Aerul intră, de asemenea, în plantă prin aceste deschideri. Dioxidul de carbon din aerul care intră în stomată este utilizat în fotosinteză. O parte din oxigenul produs este utilizat în respirație prin evaporare, în atmosferă. Această pierdere benefică de apă din plante se numește transpirație.
Cantitatea de apă utilizată de arbori
Un arbore complet dezvoltat poate pierde câteva sute de galoane (aproximativ 757 litri) de apă prin frunze într-o zi caldă și uscată. Același arbore nu va pierde aproape deloc apă în zilele umede, reci, de iarnă, astfel încât pierderea de apă este direct legată de temperatură și umiditate. O altă modalitate de a spune acest lucru este că aproape toată apa care intră în rădăcinile unui arbore se pierde în atmosferă, dar cele 10% rămase mențin sănătos sistemul arborelui viu și mențin creșterea.
Evaporarea apei din părțile superioare ale arborilor, în special frunzele, dar și tulpini, flori și rădăcini, poate contribui la pierderea de apă a unui arbore. Anumite specii de arbori sunt mai eficiente în gestionarea ratei de pierdere a apei și se găsesc, în mod normal, în mod natural pe situri mai uscate.
Volumele de apă utilizate de arbori
Un arbore matur mediu, în condiții optime, poate transporta până la 10.000 de galoane (aproximativ 37.854 litri) de apă, doar pentru a capta aproximativ 1.000 de galoane (aproximativ 3.785 litri) utilizabile pentru producția de hrană și adăugarea la biomasa sa. Aceasta se numește raportul de transpirație, raportul dintre masa de apă transpirată și masa de materie uscată produsă.
În funcție de eficiența speciei de plante sau arbori, poate fi nevoie de doar 200 de lire (aproximativ 90,7 kg) de apă până la 1.000 de lire (aproximativ 453,6 kg) pentru a produce o liră (aproximativ 0,45 kg) de materie uscată. Un singur acru (aproximativ 4.047 mp) de teren forestier, în cursul unui sezon de creștere, poate adăuga 4 tone de biomasă, dar folosește 4.000 de tone de apă pentru a face acest lucru.
Osmoza și presiunea hidrostatică
Rădăcinile profită de „presiuni” atunci când apa și soluțiile sale sunt inegale. Lucrul esențial de reținut despre osmoză este că apa curge din soluția cu concentrația mai mică de solut (solul) în soluția cu concentrație mai mare de solut (rădăcina).
Apa tinde să se deplaseze către regiunile cu gradienți de presiune hidrostatică negativi. Absorbția apei de către rădăcinile plantelor prin osmoză creează un potențial de presiune hidrostatică mai negativ în apropierea suprafeței rădăcinii. Rădăcinile arborilor simt apa (potențial de apă mai puțin negativ) și creșterea este direcționată către apă (hidrotropism).
Transpirația conduce spectacolul
Transpirația este evaporarea apei din arbori către atmosfera Pământului. Transpirația frunzelor are loc prin pori numiți stomate și, cu un „cost” necesar, deplasează o mare parte din apa sa valoroasă în atmosferă. Aceste stomate sunt proiectate pentru a permite schimbul de dioxid de carbon din aer pentru a ajuta la fotosinteză, care apoi creează combustibilul pentru creștere.
Trebuie să ne amintim că transpirația răcește arborii și fiecare organism din jurul său. Transpirația ajută, de asemenea, la producerea acelui flux masiv de nutrienți minerali și apă de la rădăcini la lăstari, care este cauzat de o scădere a presiunii hidrostatice (apei). Această pierdere de presiune este cauzată de evaporarea apei din stomate în atmosferă și ritmul continuă.
