Trao đổi nước và vận chuyển trong cây

Nước là dung môi, môi trường vận chuyển, nguyên liệu của một số phản ứng, đồng thời góp phần duy trì sức trương và điều hòa nhiệt. Quang hợp tạo chất hữu cơ; hô hấp cung cấp ATP cho nhiều hoạt động, trong đó có vận chuyển chủ động ở rễ.

Nước đi từ nơi có thế nước cao hơn đến nơi có thế nước thấp hơn. Ví dụ, $-0{,}2\text{ MPa}>-0{,}6\text{ MPa}$, nên nước có xu hướng đi từ nơi $-0{,}2$ MPa sang nơi $-0{,}6$ MPa nếu có đường vận chuyển phù hợp. | Đường qua vỏ rễ | Đặc điểm | |---|---| | Gian bào | Qua thành và khoảng gian bào; bị đai Caspary ở nội bì chặn | | Tế bào chất | Qua màng, tế bào chất và cầu sinh chất | Đai Caspary buộc dòng gian bào đi qua màng trước khi vào trụ giữa, góp phần kiểm soát chất vào mạch gỗ; nó không chặn toàn bộ nước vào rễ. Đất quá mặn có thể làm giảm chênh lệch thế nước thuận lợi cho hấp thụ.

Mạch gỗ gồm các tế bào dẫn thường đã chết khi hoạt động; dịch chủ yếu là nước và ion khoáng đi từ rễ lên. Thoát hơi nước tạo lực hút, liên kết giữa các phân tử nước và bám dính với thành mạch giúp duy trì cột nước; áp suất rễ cũng góp phần nhưng không phải lực duy nhất. Ứ giọt là dịch bị đẩy ra ở mép hoặc chóp lá do áp suất rễ trong điều kiện phù hợp. Sương là hơi nước ngoài không khí ngưng tụ trên lá; hai hiện tượng không đồng nhất.

Mạch rây gồm ống rây và tế bào kèm còn sống, vận chuyển nhiều chất hữu cơ hòa tan từ **cơ quan nguồn** đến **cơ quan nhận**. Lá trưởng thành thường là nguồn; quả, rễ và lá non có thể là nơi nhận. Khi củ hoặc hạt nảy mầm, cơ quan dự trữ lại trở thành nguồn. Vì vậy không xác định mạch chỉ bằng hướng “lên” hay “xuống”.

Thoát hơi nước chủ yếu qua khí khổng ở nhiều loài, tạo lực hút mạch gỗ, làm mát lá và gắn với việc CO₂ đi vào. Mất nước quá mức gây héo nên độ mở khí khổng được điều hòa bởi ánh sáng, trạng thái nước và các tín hiệu khác; không dùng quy tắc “cứ sáng là luôn mở”.

Cây héo khi lượng mất vượt khả năng bù. Không khí nóng, khô hoặc gió có thể tăng mất nước; đất mặn làm rễ khó hút nước; đất ngập lâu gây thiếu oxygen và giảm hoạt động rễ. Vì vậy, đủ nước trong đất chưa bảo đảm cây luôn hút đủ và tưới thêm không phải lúc nào cũng giải quyết nguyên nhân.