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Processus de la manière dont les arbres absorbent et évaporent l'eau via les racines et les feuilles

Processus de la manière dont les arbres absorbent et évaporent l'eau via les racines et les feuilles

L'osmose traverse principalement les racines de l'eau par osmose. Tous les nutriments minéraux dissous se déplacent vers le haut à travers le xylème de l'écorce interne (par capillarité) jusque dans les feuilles. Ces nutriments itinérants alimentent ensuite l'arbre par le biais du processus de photosynthèse des feuilles. Il s’agit d’un processus qui convertit l’énergie lumineuse, généralement celle du Soleil, en énergie chimique qui peut ensuite être libérée pour alimenter les activités de l’organisme, y compris sa croissance.

Les arbres fournissent de l’eau aux feuilles en raison d’une diminution de la pression hydrostatique ou de l’eau dans les parties supérieures portant des feuilles appelées couronnes ou auvents. Cette différence de pression hydrostatique "soulève" l'eau vers les feuilles. Quatre-vingt-dix pour cent de l'eau de l'arbre est finalement dispersée et libérée par les stomates des feuilles.

Cette stomie est une ouverture ou un pore utilisé pour les échanges gazeux. On les trouve principalement à la surface des feuilles des plantes. L'air pénètre également dans la plante par ces ouvertures. Le dioxyde de carbone dans l'air entrant dans la stomie est utilisé dans la photosynthèse. Une partie de l'oxygène produit est utilisée dans la respiration par évaporation dans l'atmosphère. Cette perte bénéfique d'eau des plantes s'appelle la transpiration.

Quantité d'eau utilisée par les arbres

Un arbre complètement développé peut perdre plusieurs centaines de litres d'eau par ses feuilles lors d'une journée chaude et sèche. Le même arbre ne perdra presque pas d'eau les jours d'hiver pluvieux et froids. La perte d'eau est donc directement liée à la température et à l'humidité. Une autre façon de le dire est que presque toute l'eau qui pénètre dans les racines d'un arbre est perdue dans l'atmosphère, mais les 10% restants préservent la santé du système arboré et préservent sa croissance.

L'évaporation de l'eau dans la partie supérieure des arbres, en particulier les feuilles, mais également les tiges, les fleurs et les racines, peut contribuer à la perte d'eau d'un arbre. Certaines espèces d'arbres gèrent mieux leur taux de perte en eau et se trouvent naturellement sur des sites plus secs.

Volumes d'utilisation des arbres d'eau

Un arbre à maturation moyenne, dans des conditions optimales, peut transporter jusqu’à 10 000 gallons d’eau et capturer environ 1 000 gallons utilisables pour la production d’aliments et l’ajout à sa biomasse. C'est ce qu'on appelle le rapport de transpiration, le rapport entre la masse d'eau transpirée et la masse de matière sèche produite.

En fonction de l'efficacité de la plante ou de l'espèce d'arbre, il suffit de 200 livres d'eau à 120 livres pour produire une livre de matière sèche. Un seul acre de terre forestière, au cours d'une saison de croissance, peut ajouter 4 tonnes de biomasse, mais utilise 4 000 tonnes d'eau pour le faire.

Osmose et pression hydrostatique

Les racines tirent parti des "pressions" lorsque l'eau et ses solutions sont inégales. La clé à retenir à propos de l'osmose est que l'eau s'écoule de la solution avec la concentration de soluté la plus faible (le sol) dans la solution avec la concentration de soluté la plus élevée (la racine).

L'eau a tendance à se déplacer vers les régions de gradients de pression hydrostatique négatifs. L'absorption d'eau par osmose des racines des plantes crée un potentiel de pression hydrostatique plus négatif près de la surface des racines. Les racines des arbres sentent l'eau (potentiel en eau moins négatif) et la croissance est dirigée vers l'eau (hydrotropisme).

La transpiration est à l'affiche

La transpiration est l'évaporation de l'eau des arbres vers l'atmosphère terrestre. La transpiration des feuilles se produit à travers des pores appelés stomates, et à un "coût" nécessaire, déplace une grande partie de sa précieuse eau dans l'atmosphère. Ces stomates sont conçus pour permettre au dioxyde de carbone de s'échanger de l'air afin de contribuer à la photosynthèse qui crée ensuite le carburant nécessaire à la croissance.

Nous devons nous rappeler que la transpiration refroidit les arbres et tous les organismes qui l’entourent. La transpiration contribue également à provoquer cet écoulement massif de nutriments minéraux et d'eau des racines aux pousses, provoqué par une diminution de la pression hydrostatique (eau). Cette perte de pression est causée par l'évaporation de l'eau des stomates dans l'atmosphère et le rythme continue.