Nacisk na korzenie
Ciśnienie korzeni to poprzeczne ciśnienie osmotyczne w komórkach systemu korzeniowego, które powoduje, że sok wznosi się przez łodygę rośliny do liści.
Presja korzeni występuje w ksylemie niektórych roślin naczyniowych , gdy poziom wilgoci w glebie jest wysoki albo w nocy, albo kiedy transpiracja jest niska w ciągu dnia. Kiedy transpiracja jest wysoka, sok ksylemu jest zwykle bardziej naprężony niż pod ciśnieniem, z powodu przyciągania transpiracyjnego . W nocy u niektórych roślin nacisk na korzenie powoduje gutację lub wydzielanie kropli soku ksylemowego z końcówek lub krawędzi liści. Ciśnienie korzeni bada się, usuwając pęd rośliny blisko poziomu gleby. Sok z ksylemu będzie wydzielał się z przeciętej łodygi przez wiele godzin lub dni z powodu nacisku na korzenie. Jeśli manometr jest przymocowany do ściętej łodygi, można zmierzyć nacisk na korzenie.
Nacisk na korzenie jest spowodowany aktywną dystrybucją jonów składników mineralnych do ksylemu korzenia . Bez transpiracji, która przenosi jony w górę łodygi, gromadzą się one w ksylemie korzenia i obniżają potencjał wodny . Następnie woda dyfunduje z gleby do ksylemu korzeniowego w wyniku osmozy . Nacisk na korzenie jest spowodowany gromadzeniem się wody w ksylemie, która naciska na sztywne komórki. Nacisk korzeni zapewnia siłę, która popycha wodę w górę pnia, ale nie wystarcza do uwzględnienia ruchu wody do liści na szczycie najwyższych drzew . Maksymalne ciśnienie korzeni mierzone w niektórych roślinach może podnieść wodę tylko do 6,87 metra, a najwyższe drzewa mają ponad 100 metrów wysokości.
Rola endodermy
Endoderma w korzeniu jest ważna w rozwoju nacisku na korzenie . Endoderma to pojedyncza warstwa komórek między korą a perycyklem . Komórki te umożliwiają ruch wody, aż dotrze ona do pasa kasparyjskiego , zbudowanego z suberyny , substancji wodoodpornej. Pasek Caspariana zapobiega biernemu przemieszczaniu się jonów składników mineralnych przez ściany komórkowe endodermy. Woda i jony poruszają się w tych ścianach komórkowych szlakiem apoplastów . Jony poza endodermą muszą być aktywnie transportowane przez błonę komórkową endodermy, aby wejść lub wyjść z endodermy. Po wejściu do endodermy jony znajdują się na ścieżce symplastu. Nie mogą ponownie dyfundować, ale mogą przemieszczać się z komórki do komórki za pośrednictwem plazmodesmy lub być aktywnie transportowane do ksylemu. Gdy jony znajdą się w naczyniach ksylemu lub tracheidach, ponownie znajdują się na szlaku apoplastów. Naczynia Xylem i tracheidy transportują wodę w górę rośliny, ale nie mają błon komórkowych. Pasek Caspariana zastępuje ich brak błon komórkowych i zapobiega biernej dyfuzji nagromadzonych jonów na szlaku apoplastów z endodermy. Jony gromadzące się wewnątrz endodermy w ksylemie tworzą gradient potencjału wody i poprzez osmozę woda dyfunduje z wilgotnej gleby przez korę, przez endodermę do ksylemu.
Ciśnienie korzeni może przenosić wodę i rozpuszczone mineralne składniki odżywcze z korzeni przez ksylem na wierzchołki stosunkowo krótkich roślin, gdy transpiracja jest niska lub zerowa. Maksymalne zmierzone ciśnienie na korzenie wynosi około 0,6 megapaskala , ale niektóre gatunki nigdy nie wytwarzają żadnego ciśnienia na korzenie. Uważa się, że głównym czynnikiem przyczyniającym się do ruchu wody i składników mineralnych w górę w roślinach naczyniowych jest przyciąganie transpiracyjne . Jednak rośliny słonecznika uprawiane przy 100% wilgotności względnej rosły normalnie i gromadziły taką samą ilość składników mineralnych jak rośliny przy normalnej wilgotności, które miały szybkość transpiracji 10 do 15 razy większą niż rośliny przy 100% wilgotności. Zatem transpiracja może nie być tak ważna w transporcie składników mineralnych w górę w stosunkowo krótkich roślinach, jak często zakładano.
Statki Xylem czasami opróżniają się zimą. Nacisk korzeni może mieć znaczenie w uzupełnianiu naczyń ksylemowych. Jednak u niektórych gatunków naczynia napełniają się bez nacisku korzeni.
W przypadku niektórych drzew liściastych ciśnienie korzeni jest często wysokie, zanim wypuszczą liście. Transpiracja jest minimalna bez liści, a organiczne substancje rozpuszczone są mobilizowane, więc zmniejsz potencjał wodny ksylemu. Klon cukrowy gromadzi wysokie stężenia cukrów w swoim ksylemie wczesną wiosną, który jest źródłem cukru klonowego. Niektóre drzewa „krwawią” obficie sokami z ksylemu, gdy ich łodygi są przycinane późną zimą lub wczesną wiosną, np. klon i wiąz . Takie krwawienie jest podobne do nacisku na korzenie, tylko cukry, a nie jony, mogą obniżać potencjał wodny ksylemu. W wyjątkowym przypadku klonów krwawienie soków jest spowodowane zmianami nacisku na łodygi, a nie na nacisk korzeni.
Jest bardzo prawdopodobne, że wszystkie trawy wywierają nacisk na korzenie. U bambusów nacisk na korzenie jest skorelowany z maksymalną wysokością klona.