水の吸収

根の細胞は理想的な浸透圧システムとして機能し、土壌溶液から根の木部へ、DPD（吸引圧、つまり水の吸収の実際の力）の増加勾配に沿って水が上昇します。根の細胞内の溶質濃度が高く、水ポテンシャルが低い場合、浸透によって土壌から根の細胞へ水が入り込むことができます。ミネラル栄養素は、アデノシン三リン酸（ATP）の利用により、根の細胞によって能動的に吸収されます。その結果、木部導管内のイオン濃度（浸透圧）は土壌水よりも高くなります。根と土壌水の間には濃度勾配が形成されます。木部水の溶質ポテンシャルは土壌よりも高く、それに伴い水ポテンシャルは土壌水よりも低くなります。つまり、土壌水の水ポテンシャルは比較的正の値になります。この水ポテンシャルの勾配が浸透を引き起こします。根と土壌の両方の水ポテンシャルが等しくなるまで、水の浸透が続きます。ミネラルの吸収は代謝エネルギーを利用しますが、水の吸収は利用しません。したがって、水の吸収は植物の生命活動において間接的に能動的なプロセスです。能動輸送は拡散とは逆方向です。^{[ 1 ]}

水は濃度勾配に逆らって吸収されることがある。これには根細胞の呼吸によって放出される代謝エネルギーの消費が必要となる。直接的な証拠はないものの、呼吸によるエネルギーの関与を示唆する科学者もいる。結論として、能動的な水吸収を裏付ける証拠自体が乏しいと言える。

このメカニズムは代謝エネルギーを使わずに実行されます。ここでは、根だけが吸収器官または通過器官として機能します。そのため、根による水の吸収ではなく、「根を通じた」水の吸収と呼ばれることもあります。これは、気孔の開口と大気条件により、日中に急速に蒸散する植物で発生します。水の吸収力は、葉の先端、つまり蒸散牽引力で発生します。この蒸散牽引力の主な原因は、人が井戸からバケツの水を汲み上げるように、植物軸に沿って水が持ち上げられることです。蒸散牽引力は葉の先端で水を引っ張る原因となり、その牽引力または力は、木部要素内の水の柱を通して根に伝達されます。分子間の凝集力により水の柱の連続性は維持され、ロープのように機能します。根は単に受動的な吸収器官として機能します。蒸散が進むにつれて、葉の先端からの水の損失を補うために、水の吸収が同時に発生します。植物に取り込まれる水の大部分は、受動吸収によって運ばれます。受動輸送は拡散と本質的に同じで、エネルギーを必要としません。分子は高濃度から低濃度へと自由に移動するのです。水は根にある根細胞を通して植物に取り込まれ、そこで主に受動吸収が行われます。また、水の吸収と同時に、ミネラルや栄養素も吸収されます。