Come in tutte le forme viventi l’acqua rappresenta la risorsa principale poiché permette tutte le reazioni chimiche cellulari ,inoltre nel mondo vegetale conferisce il turgore necessario al sostenimento della struttura architettonica dell’ organismo (specialmente nelle specie erbacee) . Il meccanismo di cattura dell ‘acqua da parte delle radici e il percorso fino alle foglie è ancora oggi ricco di dibattiti e domande tuttavia si è arrivarti a constatare mediante studi fisiologici le modalità principali di trasporto dei fluidi all’interno delle strutture vegetali e a sviluppare un modello che possa spiegare con chiarezza il fenomeno di cattura e di traspirazione. Infatti dobbiamo considerare le piante come interfacce poste tra il terreno e l’atmosfera, ed è proprio in questo modello suolo-pianta-atmosfera che si instaurano forze che permettono il fluire dell’acqua all’interno dell’organismo e successivamente nell’atmosfera. Tali forze sono da considerare come gradienti di potenziale idrico ovvero come energia potenziale (joules) per m^3 di H²O, infatti lo spostamento delle masse d’acqua segue la direzione di tali gradienti fluendo da una zona a potenziale maggiore verso una zona a potenziale minore. Le componenti di questo potenziale idrico (Ψi) sono essenzialmente : un potenziale di pressione ( pressione idrostatica cellulare ) Ψp , un potenziale osmotico Ψo dovuto alla differenza di concentrazione dei soluti , il potenziale matriciale Ψm dovuto essenzialmente alle forze che si sviluppano nel terreno dovute alla tensione superficiale dell’acqua e all’attrazione da parte dei colloidi idrofili del terreno, per ultimo si deve considerare il potenziale gravitazionale Ψg che si oppone al movimento dei fluidi verso la chioma .
Ψi = Ψp + Ψo + Ψm + Ψg
spesso nel suolo in momenti di aridità il potenziale idrico raggiunge livelli molto negativi e se una pianta vuole essere in grado di trarne dell’acqua deve possedere valori del potenziale ancora più negativi .
Il movimento costante all’interno dei vasi xilematici e quindi all’interno delle tracheidi e trachee è reso possibile grazie a un continuum suolo-pianta-aria che tramite il passaggio secondo gradiente , dalle cellule del mesofillo fogliare all’atmosfera, di H²O sfrutta le forze di coesione-adesione tra le molecole di acqua permettendo lo scorrimento all’interno dei vasi fino agli stomi.
Il passaggio dalla foglia all’aria avviene in virtù del gradiente di vapor d’acqua che nella foglia risulta maggiore rispetto all’atmosfera. In uno stato idrico adeguato solo il 2 % delle risorse idriche è impiegato per il metabolismo mentre il resto viene traspirato per permettere la termoregolazione . Un albero in queste condizioni può traspirare dai 200 ai 300 l di acqua al giorno. Tuttavia in situazioni ostiche ogni organismo vegetale può modificare la traspirazione in base alla propria economia idrica aumentando la resistenza a livello fogliare tramite la regolazione dell’apertura stomatica.
MISURAZIONE DEL POTENZIALE IDRICO
A livello fogliare il potenziale idrico può essere misurato tramite uno strumento chiamato camera di Scholander .
Il funzionamento è molto semplice : si mette una foglia all’interno di una camera a pressione, facendo fuoriuscire il picciolo da una guarnizione, all’aumentare della pressione all’interno della camera i vasi xilematici verranno compressi e quando il valore di pressione eguaglierà la pressione interna dei vasi dal picciolo sarà possibile vedere la fuoriuscita di goccioline di acqua, in quel momento il macchinario viene spento e viene registrata la pressione.
Ovviamente il valore di Ψ varia nel tempo al variare delle condizioni climatiche e deve essere misurato prima dell’alba per avere una stima indiretta della disponibilità idrica della pianta, successivamente viene misurato nel momento di massima radiazione ovvero nel mid-day , in cui il potenziale idrico fogliare è al minimo giornaliero. Ricordiamo che le risposte fisiologiche riguardanti l’economia idrica della pianta dipendono anche dallo status idrico di quest’ultima, quindi deve essere effettuato il calcolo del contenuto relativo di acqua (RWC) in campioni fogliari prelevati in entrambe i momenti della giornata .
RWC = 100 x (pesco fresco fogliare – peso secco / peso saturo fogliare – peso secco )