РАЗДЕЛ 2. ФИЗИОЛОГИЯ ВОДНОГО ОБМЕНА
Водный обмен растения складывается из поглощения, передвижения и выделения воды растением. Поглощение и выделение воды являются процессами регулируемыми и взаимозависимыми. Передвижение воды зависит от соотношения ее поглощения и выделения растением.
Для биохимической активности протопласта, процессов поступления воды в клетку, ее передвижения в системе целого растения, важно не количество воды, а ее термодинамическое состояние (гидратура воды). Состояние воды принято выражать водным потенциалом (
), который является производной от разности химического потенциала (
) воды в системе (клетке) и воды в чистом виде (
):
где Vw - парциальный молярный объем воды.
Химический потенциал - часть внутренней энергии, способная совершить работу. Математически выражается уравнением:
где Vw
P - член, отражающий влияние давления на химический потенциал, 
w - активность воды (реальная или эффективная концентрация, с которой вода проявляет себя в различных процессах). Химический потенциал, таким образом, определяется через активность воды, которая рассчитывается по формуле:
,
где Po - давление насыщенного пара воды над чистой водой; P - давление насыщенного пара воды над раствором.
Присутствие в воде различных веществ снижает давление насыщенного пара над раствором и, соответственно, активность воды в системе в результате:
а) гидратации полярных и ионизированных групп биополимеров;
б) гидратации осмотически активных веществ;
в) структурирования воды вблизи гидрофобных групп (молекул);
г) иммобилизации молекул воды (запирания внутри макромолекул).
Движущей силой поглощения и передвижения воды в системе целого растения является градиент водного потенциала (
) в системе почва – растение – атмосфера. Диффузия воды и ее массовый ток происходят по градиенту водного потенциала. Градиент водного потенциал в целом растении (корень - стебель - лист) формируется работой верхнего (присасывающее действие транспирации) и нижнего (гидростатическое давление в корневых окончаниях ксилемы) концевых двигателей.