水势／水势大

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水势

水流的态势：水容
江水的流势：江势
向下流的水势：颓波 颓浪
顺适的水势：顺势
湍急的水势：水悍
水势猛烈：水怒
江水湍急，水势险恶：沿溯阻绝
水势迫蹙的样子：湢测

水势water potential

在定温、定压下，每偏摩尔体积水与每摩尔体积纯水的化学势差。可用下式表示：

式中 Ψ_w为水势；μw为一体系中水的化学势；μw0为定温、定压下纯水的化学势；V_w为水的偏摩尔体积。水的偏摩尔体积是指在定温、定压下，一体系中每摩尔水的体积。
水势的单位用压力表示。一般用兆帕(MPa,mega-pascal)表示。1兆帕(MPa)=10巴(bar)。人为地将1个大气压下纯水的水势作为0，以作参比值。当水中有溶质（如糖分）存在时就使水势降低而成为负值。
植物水势的组分 植物水势的组分可归纳如下式：

Ψ_w＝Ψ_s+Ψ_p+Ψ_m+Ψ_k

式中 Ψ为溶质势(solute potential)，亦称渗透势(Ψ,osmotic potential)，是由于水中存在溶质而使水势降 低 的 数值，恒 为 负值。Ψ_p 为 压 力 势(pressurepotential)，是当细胞吸水膨胀时，细胞壁对细胞产生的静水压。它使水势提高，通常为正值。但发生质壁分离的细胞的Ψ_p则为零。Ψ_m为衬质势(matricpotential)，指细胞质及细胞壁组分通过H键与水分子相结合以及细胞壁微纤丝间毛细管中保持水分子而使水 势下降的数值，亦为负值。Ψg为重力势(gravitational potential)，是由重力对植物体内水分的影响而产生。这只有在高大的树木中有意义，一般农作物中其值与水势其它组分相比，可忽略不计。
一般测定植物水势都是取已完全展开的功能叶为样品。叶细胞具有中央大液泡，其水势主要决定于液泡的水势。液泡的水势主要决定于Ψ，及Ψ_p，而细胞质的水势则主要决定于Ψ_m及Ψ_p。当细胞水势达动态平衡时，液泡的Ψ_w与细胞质的Ψ_w相等，即液泡的Ψ_w＝细胞质的Ψ_w；液泡Ψ_w＝Ψ_s+Ψ_p，细胞质Ψ_w＝Ψ_m+Ψ_p，所以液泡Ψ＝细胞质Ψ_m。故在成长细胞中，水势公式可写作下式：

Ψ_w＝Ψ_s+Ψ_p

水势与植物体内水分转移的关系 水分总是从水势高的部位转移到水势低的部位。如植物体内两个细胞或两个器官之间水势相等，则二者之间水分达动态平衡。在白天空气相对湿度较低时。土壤—植物—大气间常有一水势梯度，如图所示。植物根系就可从土壤中吸水，叶则通过蒸腾作用散失水分到大气中。如一次施用化肥过多，使土壤溶液的水势剧烈降低则会阻碍根系吸水。

生长在水势-0.01MPa土壤中的小麦植株不同部位的水势

图中Ψ_su为土壤水势；Ψ_ru为根水势；Ψ^L_w为叶水势；Ψ^au为大气水势。
植物水分胁迫时，水势相应降低，同时光合速率及生长亦受到抑制。特别是叶伸长最为敏感。例如，向日葵叶子的水势为-0.8兆帕时，其光合速率约为 30毫克/(小时·平方米)。水势从-0.8兆帕降低到-1.6兆帕时，光合速率相应降低至约15毫克/(小时·平方米)；而叶伸长在水势从-0.2兆帕降至-0.3兆帕时几呈直线下降，到叶水势为-0.6兆帕时，叶伸长接近0。所以农业生产上应采取相应措施，防止水分胁迫，导致作物的水势明显降低，影响生长。

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水势water potential

物系中的水与同温纯水的化学势差。用以表示一物系中水的能量水平。水的移动能力决定于本身的化学势，水总是从化学势高处自发向化学势低处移动。水势是从水的化学势导出的，具有化学势的基本性质，即水也是从水势高处自发向水势低处移动，水势差同样可以说明物系间水分移动的方向、速率和限度。水势是根据平衡态热力学原理，用化学势来标志植物的水分状态。1941年，中国学者汤佩松和王竹溪著文分析细胞水分关系，提出了势能和化学势差的观点，是水势概念的最早倡导者，但未获得应有的重视和响应。目前的水势概念，是由斯泰坦尔和泰勒(R. O. Slatyer and S.A. Taylor) 1960年提出，后经克雷默等(P. J.Kramer)1966年修正而成的，其基本观点，并未超越二十年前汤、王二氏论文的内容。
水势依植物生理学界的传统习惯用压力单位表示。过去使用的单位是大气压或巴，现在统一用兆帕(MPa)代替。 水势的符号是w或ψ。
影响水势的主要因子是溶质、压力、衬质和重力。纯水的水势为零，由于溶质能降低水的化学势，故溶液的水势低于零而呈负值。由于溶质的存在而降低的这部分水势称为溶质势(s)或渗透势(π)。 溶质含量愈高（即溶液愈浓）则溶质势愈低。如所含溶质为非电解质，溶质含量与溶质势的关系可用下式表示。
式中 C为溶液溶度(摩/千克);R为气体常数(0.00832升·兆帕/度·摩);T为绝对温度。计算出的溶质势单位为MPa。
外压的作用能影响物系中水的化学势从而影响其水势。物系所受压力大于常压(1大气压)时，水势趋于增高； 所受压力小于常压时，水势趋于降低。在压力的影响下增大或降低的这部分水势称为压力势(p)。一物系在常压下的压力势为零，物质所受压力大于常压时压力势为正值，所受压力低于常压时压力势为负值。
物系中能提供亲水表面的物质称为衬质。发生在水与衬质的液-固界面的界面力称为衬质力。衬质力能影响物系中水的化学势。由于存在衬质力而降低的这部分水势称为衬质势(m)。衬质势恒为负值。 由于界面力是短距离的，仅能影响总水量中一个极小部分，即使在具有巨大亲水表面的物系中，衬质势也极为有限。除干燥的种子的衬质势可低至-100MPa外，一般植物细胞的衬质势只有-0.01MPa上下。土壤常具有较低的衬质势，土壤的衬质势来自毛管力，即土壤颗粒间隙中无数气—液界面处的表面张力效应。这种张力实质上是一种负压力势，按理应归入压力势的范畴，但习惯上作为衬质势看待。植物细胞壁所表现的衬质势，性质上亦属于负压力势。
在地球重力场中提高一个物体必须作功，因此水的垂直位置也影响其化学势。如果水分在重力场中作较大距离的垂直移动时，应该考虑到重力的影响，将重力势(g)作为水势的一个组分。重力势的参比高度(即g=0的假设高度)可根据实际情况选定。 高于参比高度时重力势为正值，反之则为负值。
综上所述，一物系的水势，通常为溶质势、压力势、衬质势和重力势四者之和，即

细胞是组成植物体的基本单位。细胞水势决定组织、器官和整个植物的水势。植物细胞的衬质势极微，通常忽略不计； 在一般草本植物中重力势亦可不予考虑，因此细胞的水势主要决定于溶质势和压力势。植物细胞与周围环境间如果存在水势差，就会发生水分的移动。细胞水势低于环境水势时，细胞就从环境吸水，反之，则向环境失水。细胞在吸水膨胀过程中，壁压作用于原生质体上造成压力势不断增大，同时细胞液的稀释使溶质势不断提高，细胞水势因此逐步增高，直至细胞与环境间的水势差消失，细胞停止吸水。细胞在失水过程中，溶质势和压力势不断下降，水势亦因之下降，当水势降至与环境水势相等时，细胞停止失水，细胞的压力势通常为正值，但在细胞遭受干旱时，被失水收缩的原生质体内曳的细胞壁产生一种向外伸张的力，形成负压力势。负压力势的出现可使细胞水势低于其溶质势。一般植物中，生活细胞可能产生的负压力势不会低于-0.2～-0.3MPa。但木质部导管在植物旺盛蒸腾时能出现几个MPa的负压力势，从而使浓度极低的导管汁液产生很低的水势。
植物所需水分主要获自土壤。一般土壤溶液浓度极低，土壤水势主要由衬质势所决定。但在盐渍土中溶质势对水势有重大影响。当土壤水势低于-1.5MPa（与土壤萎蔫系数对应的水势值）时，一般草本植物就难以与土壤保持水势差，因此无法再从土壤获取水分。
植物地上部分与大气间的水分移动，亦决定于水势差。空气的水势决定于水气的饱和程度 （即相对湿度）。水气饱和的空气水势为零，随着水气饱和亏缺的增大，空气水势急剧下降。如气温为25℃，相对湿度为90%时，空气水势低达-14.5MPa，远低于植物所能达到的最低水势。所以在一般情况下植物向大气失水是不可避免的。植物地上部分失水后水势下降，与根部间出现水势差，水分便从根部输往地上部分。根部失水后再依靠根与土壤间的水势差，从土壤中补充水分。因此，在土壤—植物—大气这一连续系统中，水分的移动决定于各自的水势，只有在水势差存在的情况下，植物的水分代谢才得以实现。

水势water potential

物系中每偏摩尔体积的水与同温度下纯水的化学势差，或同温度下物系中单位体积的水与纯水的自由能差。用希腊字“”表示，具有压力的量纲和单位。 化学势为每摩尔物质中可用于作功或发生反应的能量(J/mol)；偏摩尔体积为物系中加入1 mol水后的体积增量(ml/mol)。通常由溶质势、压力势、衬质势和重力势组成。单位为MPa（兆帕）。标准状况下纯水的水势值最大，并规定为0，故植物体内的水势恒为负值。水势是水分运动或反应时表示能量状况的一种度量，是反映植物体内水分状况的最重要参数。不管是生物还是非生物体系，水分总是由高水势处流向低水势处。常用测定法有小液流法、压力室法和热电偶或露点湿度计法。

水势shuishi

是在等温等压下，体系（如细胞）中的水与纯水之间每偏摩尔体积的水的化学势差。用符号ψ(音PSi)或Ψw表示。水分的运动需要能量作功，所以水分的移动和平衡是一个属于“能学”的问题，长期以来误用力（如吸水力）的概念来描述。60年代以后，植物生理学中，关于水分进出细胞的问题，普遍采用水势的概念，水势概念是从热力学的基本规律中推导出来的，它由自由能、化学势引伸而来。水势是推动水分移动的强度因素。可通俗地理解为水移动的趋势。水总是由高水势处自发流向低水势处，直到两处水势相等为止。任何含水体系的水势，要受到能改变水自由能的诸因素(如溶质、压力等)的影响，使体系的水势有所增减。例如溶于水的溶质能降低体系的自由能，使水势降低。纯水的水势被规定：在标准状况下(在一个大气压下，与体系同温度时)为零。这里说的纯水是指不以任何方式（物理或化学）与其他物质结合的纯的自由水。它“无牵无挂”所含自由能最高，所以纯水的水势最高。当纯水中溶有任何物质时，由于溶质（分子或离子）与水分子相互作用，消耗了部分自由能，所以任何溶液的水势比纯水低。溶液的溶质越多，溶液的水势越低。

水势

同温下，体系中的水与纯水之间每单位体积水的自由能差。以符号ψw表示。其单位为巴，1巴=0.987标准大气压。纯水的自由能最大，水势最高。纯水的水势规定为零。当水中有溶质存在，使水势降低而成为负值。水分总是从高水势处流向低水势处。植物细胞的水势为：水势(ψw)=溶质势(ψs)+压力势(ψp)+衬质势(ψm)；已形成液泡的细胞水势为：ψw=ψs+ψp；干燥的种子和分生组织的细胞水势则为ψw=ψm。通常，ψw≤0,ψs≤0,ψp≥0,ψm≤0，当细胞水势低于外界溶液水势时，水分便进入细胞，反之亦然。