수분포텐셜

토양, 식물, 대기의 물 상태를 설명하기 위해 사용하는 매우 귀중하고 통합적인 개념이 수분포텐셜이다.

수분포텐셜은 물이 더 높은 압력을 가진 곳에서 더 낮은 곳으로 움직이는 압력차이로 생각될 수 있다.

식물에서 이러한 움직임은 종종 흡인(suction- 장력tension)에 반응하여 일어나고, 흡인은 대기압보다 낮기 때문에 음(negative)의 값을 가진다. 이 경우 물은 가장 큰 흡인(즉, 가장 큰 마이너스 압력)을 가진 곳을 향해 이동할 것이다.

표텐셜은 그것이 어떤종류의 포텐셜인자인지를 나타내는 아래첨자와 함께 그리스문자 Ψ(프사이)로 표시한다.

 

---

교목의 내부 수분포텐셜이 종종 하나의 값으로 표시되지만, 실제로는 다른 포텐셜로 구성되어 있다. (삼투포텐셜, 압력포텐셜, 중력포텐셜)

 

- 삼투포텐셜 : 흡인하는 역할을 하는 용액에 포함된 물에 녹아 있는 양에 대한 측정치, 용질의 농도가 높을 수록 삼투포텐셜은 더 낮다.(더큰 음수)

      염류토양에서는, 토양 용액의 삼투포텐셜이 토양의 수분포텐셜을 더 낮추는(더 큰 -가 된다) 역할을 하여 뿌리가 주어진 토양 수분함량에서 물에 접근한는 것을 더욱 어렵게 만든다. 이는 토양이 건조해지고 염이 더욱 농축됨에 따라 악악된다(삼토 포텐셜이 더 큰 음수가 된다.) 일단 토양 수분포텐셜이 뿌리의 수분포텐셜보다 더 낮게 되면, 이로 인해 무링 뿌리에서 토양으로 빠져나가는 상태(역삼투)가 된다. 부정확한 비료 사용도 수분 흡수를 제한할 수 있는 낮은 삼투포텐셜을 가진 토양을 만들 수 있다.

 

- 압력포텐셜 : 물이 내부세포벽을 향해 세포막을 밀어서 유발되는 내부의 양(+)의 압력, 또는 물의 증발에 의해 유발되는 장력(음의 압력)으로 부터 유래한다.

 

- 중력포텐셜 : 키가 큰 교목에서는 중요하지만 수고 10m마다 0.1MPa 정도만 변하기 때문에, 키가 크지 않은 식물에서는 종종 무시된다.

---

 

압력은 일반적으로 파스칼(Pa)로 측정되고, 살아있는 물체에서는 보통 백만 파스칼 (MPa-메가파스칼)을 사용한다.

0.1MPa은 1바(bar) 또는 1기압과 같다.

압력은 보통 플러스 부호(+)를 가지는데, 만약 흡인(흡입)(suction-대기압 아래로 내려감)을 한다면, 마이너스 부호(-)가 주어진다. 마이너스 숫자가 클수록 더 큰 흡입이 적용되기 때문에, -1MPa이 -0.5MPa보다 더 큰 흡인이다.

※ 출처 : 응용교목생물학, p.84

 

---

부압(negative pressure, 마이너스(-)압력)

 

그리스 알파벳 psi (Ψ, 프사이)는 수분포텐셜을 나타내기 위해 사용한다. 엄밀하게 말해서, 이것은 물의 포텐셜에너지(potential energy,위치에너지)를 나타내는 단위지만, 흡인(흡인)의 단위로 생각하는 것이 더 쉽다. 또한 이는 식물이 경험하는 수분 스트레스 정도를 측정하기 위해 사용된다.

 

포텐셜에너지 potential energy - 통상 물리학에서는 위치에너지로 번역/ 물체가 어떤 위치에 있음으로서 가지는 잠재적인 에너지를 지칭함