Vanduo į medį dažniausiai patenka per šaknis osmosas visos ištirpusios mineralinės maistinės medžiagos su juo keliaus vidine žievės ksilema (naudodamos kapiliarų funkciją) ir į lapus. Šios keliaujančios maistinės medžiagos tada maitina medį per lapus fotosintezė. Tai procesas, kuris šviesos energiją, paprastai iš saulės, paverčia chemine energija, kuri vėliau gali būti išleista organizmo veiklai skatinti, įskaitant augimą.
Medžiai tiekia lapus vandeniu, nes sumažėja hidrostatinis arba vandens slėgis į viršutines, lapus dengiančias dalis, vadinamas vainikėliais ar baldakimais. Šis hidrostatinis slėgio skirtumas „pakelia“ vandenį į lapus. Devyniasdešimt procentų medžio vandens galiausiai išsisklaido ir iš jo išleidžiamas lapų stomata.
Ši stoma yra anga arba pora, naudojama dujų mainams. Dažniausiai jie randami augalų lapų paviršiuje. Oras taip pat patenka į augalą per šias angas. Anglies dioksidas ore, patenkantis į stomą, naudojamas fotosintezei. Dalis pagaminto deguonies sunaudojama kvėpuojant išgarinant į atmosferą. Tas naudingas vandens netekimas iš augalų vadinamas transpiracija.
Vandens medžių naudojimo kiekiai
Visiškai užaugęs medis gali prarasti kelis šimtus galonų vandens per savo lapus karštą, sausą dieną. Tas pats medis šlapiomis, šaltomis, žiemos dienomis nepraras beveik vandens, todėl vandens praradimas yra tiesiogiai susijęs su temperatūra ir drėgme. Kitas būdas tai pasakyti yra tas, kad beveik visas vanduo, patenkantis į medžio šaknis, prarandamas atmosferoje, tačiau likę 10% palaiko gyvo medžio sistemą sveiką ir palaiko augimą.
Vandens išgarinimas nuo viršutinių medžių dalių, ypač lapų, bet ir stiebų, gėlės ir šaknys gali pakenkti medžiui. Kai kurios medžių rūšys veiksmingiau valdo vandens netekimo greitį ir paprastai būna natūraliai sausose vietose.
Vandens medžių naudojimo apimtys
Vidutiniškai subrendęs medis optimaliomis sąlygomis gali pernešti iki 10 000 galonų vandens, kad sugautų apie 1 000 galonų, reikalingų maistui gaminti ir į jo biomasę įpilti. Tai vadinama transpiracijos santykiu, perpilto vandens masės ir pagamintos sausosios medžiagos masės santykiu.
Priklausomai nuo augalų ar medžių rūšies efektyvumo, norint pagaminti svarą sausos medžiagos, gali prireikti nuo 200 svarų (24 galonų) vandens iki 1000 svarų (120 galonų) vandens. Į vieną miško žemės akrą auginimo sezono metu galima pridėti 4 tonas biomasės, tačiau tam sunaudojama 4000 tonų vandens.
Osmosis ir hidrostatinis slėgis
Šaknys naudojasi „slėgiu“, kai vanduo ir jo tirpalai yra nevienodi. Svarbiausia atsiminti apie osmozę tai, kad vanduo iš tirpalo, kurio koncentracija yra mažesnė (dirvožemis), teka į tirpalą, kuriame didesnė tirpių koncentracija (šaknis).
Vanduo linkęs judėti į neigiamo hidrostatinio slėgio gradientų sritis. Vandens sunaudojimas augalų šaknų osmoso metu sukuria neigiamą hidrostatinio slėgio potencialą šalia šaknies paviršiaus. Medžių šaknys jaučia vandenį (mažiau neigiamo vandens potencialo), o augimas nukreiptas į vandenį (hidotropizmas).
Transpiracija vykdo laidą
Transpiracija yra vandens išgarinimas iš medžių į Žemės atmosferą. Lapų transpiracija įvyksta per poras, vadinamas stomata, ir už būtiną „kainą“ didžiąją dalį savo vertingo vandens išstumia į atmosferą. Šie stiebai yra sukurti taip, kad anglies dvideginio dujos galėtų keistis iš oro ir palengvinti fotosintezę, kuri vėliau sukuria augimą.
Turime atsiminti, kad transpiracija aušina medžius ir kiekvieną aplink jį esantį organizmą. Transpiracija taip pat padeda sukelti didžiulį mineralinių maistinių medžiagų ir vandens srautą iš šaknų iki ūglių, kurį sukelia sumažėjęs hidrostatinis (vandens) slėgis. Šį slėgio sumažėjimą lemia tai, kad vanduo išgarina iš žiuželių į atmosferą ir plaka toliau.