A víz a hő mellett a legfontosabb ökológiai tényező. Gyakran limitál: pl. erdők, sztyeppek, félsivatagok, sivatagok kialakulása függ a jelenlététől vagy a hiányától. Az életfolyamatokhoz nélkülözhetetlen. Otthont ad számtalan élőlénynek . Oldó- és tisztítószer (a természetben is) és az anyagcserefolyamatok közege. A fotoszintézis[1857] egyik alapanyaga. Párologtatásával az élőlények testhőmérsékletüket szabályozzák. A sejtek belső hidrosztatikus nyomásának, a turgornak[1858] a létrehozója. Látványa az embernek esztétikai élményt is nyújt, és így hozzájárul az élet minőségének javításához.
A növény vízállapotának megértése szükségessé teszi néhány fogalom bevezetését. A szabadenergia-szint a részecskék mozgékonyságát jelenti. A víz szabadenergiája legnagyobb a tiszta vízben. A természetben lezajló folyamatok során ez a szabadenergia-szint rendszerint csökken. Azt, hogy valamely rendszer vizének szabadenergiája mennyivel kisebb az ugyanolyan hőfokú tiszta vízénél, a szívóerő fogalmával fejezzük ki, és pozitív értékként adjuk meg. A vízpotenciál abszolút értéke megegyezik a szabadenergiáéval, de negatív előjelű. Adott víznek és a tiszta víznek ugyanolyan hőmérsékleten és légköri nyomáson mérhető kémiaipotenciál-különbségét vízpotenciálnak nevezzük. A tiszta víz vízpotenciálját 25 °C-on és 102 kPa nyomáson (hasonlóan a hőmérsékleti skálához) önkényesen nullának vesszük. A vízpotenciált a mechanikai nyomás és a hőmérséklet-emelkedés növeli, oldott anyag vagy valamilyen mátrix (pl. kolloidszemcsék vagy elektromos töltésű felszínek) jelenléte csökkenti. Ezért növényi rendszerekben értéke rendszerint negatív. A víz a nagyobb vízpotenciálú helyről a kisebb vízpotenciálú helyre diffundál (mint ahogy a hő is a magasabb hőmérsékletű hely felől áramlik az alacsonyabb hőmérsékletű helyre). A víz szabadenergia-szintjét gőznyomással is kifejezhetjük. Legnagyobb a gőznyomása a tiszta víznek, és nagy a vízzel telített rendszerek gőznyomása is. Negatív vízpotenciál-érték mellett a gőznyomás is lecsökkent. Egy rendszer vízgőzének nyomása az ugyanolyan hőfokú tiszta víz nyomásának százalékában adja meg a százalékos relatív humiditás vagy hidratúra értékét.
A hidratúrával a növény vízállapota jól jellemezhető. Amilyen mértékben csökken a sejtek hidratúrája, olyan mértékben nő az ozmotikus szívóereje[1859]. Vízfelvételt követően a sejtekben nő a turgornyomás,[1860] és csökken a szívóerő. Az ozmotikus szívóerő nagyságát mindenekelőtt az oldott anyagok (pl. cukrok, szervetlen sók, szerves savak és sóik) koncentrációja határozza meg. A vízháztartás szempontjából a növényeket két csoportra oszthatjuk: a poikilohidratúrás és a homoiohidratúrás növények csoportjára.
A poikilohidratúrás növények vízállapota a környezet hidratúrájától függ. Száraz időben kiszáradnak, nedves időben pedig felélednek. Vízvisszatartó képességük minimális, regenerációs képességük viszont nagy. Ilyenek pl. egyes moszatok, zuzmók és mohák, de akadnak képviselőik a harasztok között is.
A homoiohidratúrás növények vízháztartása hosszabb időn át független a környezet hidratúrájától. Szívóerejüket és vízvisszatartó képességüket szabályozni tudják. Kiszáradásuk irreverzibilis. Ilyen a páfrányok és a virágos növények[1861] túlnyomó része.
Preferált termőhelyük, illetve szárazságtűrésük alapján a növények a következő csoportokba sorolhatók:
A vízinövények (hydrophyta) gyökérzete gyengén fejlett, sztómáinak[1862] száma kevés, transzspirációja[1863] csekély. Szárazságtűrésük minimális. Ilyenek a hínáralkotók.
A mocsári növények (helophyta) sok vizet vesznek fel, és erősen transzspirálnak [1864]. Szárazságtűrő berendezéseik már lehetnek. Ilyen növények pl. a nád és a gyékények.
A nedvességkedvelő növények (hygrophyta) higromorf, vagyis párologtatást elősegítő berendezésekkel rendelkeznek. Ilyenek pl. a nagy, vékony levelek keskeny kutikularéteggel és a kiemelkedő gázcserenyílások. Az erdők aljnövényzetét alkotó árnyéknövények tartoznak pl. ebbe a csoportba.
A közepes vízellátottságú növényeknek (mesophyta) már vannak párologtatáscsökkentő berendezéseik. Gázcserenyílásaik nem emelkednek ki az epidermiszből[1865], leveleik közepes vastagságúak, fejlettebb kutikularéteggel.
A szárazságtűrő növényeknek (xerophyta) több típusát ismerjük. A szárazságkerülők gyors életciklusú, egyéves, ún. efemer növények /r-stratégisták/. A geofitonok földbeli raktározó szerveik segítségével vészelik át a vízhiányos időszakot (pl. hagymások). A pozsgások[1866] (szukkulensek) szöveteik víztartalmát szélsőségesen száraz körülmények között is megtartják /pl. kaktuszok/. Transzspirációjuk[1867] és növekedésük is lassú. A szárazságtűréshez való alkalmazkodás alaktani jellemzői a xeromorf bélyegek. Ilyenek pl. a csökkent párologtató felület, a kicsi, kemény, bőrnemű levél, a pázsitfüvek összesodródó levele, a szőrzet, a tövisképletek, a pozsgás levelek és törzs[1868] megjelenése, a vastag kutikula, a besüllyedt gázcserenyílások, a fejlett szilárdító vagy víztartó szövetek stb.
A szárazságtűréssel kapcsolatos a fotoszintézis[1869] nemrég felfedezett, ún. C4-es útja. A C4-es növényekben a CO2 először nem a három szénatomos szerves savakat eredményező (C3-as) Calvin-ciklusban, hanem a 4 szénatomos savakat produkáló, ún. dikarbonsav-ciklusban kötődik meg. A dikarbonsav-ciklus CO2-t kötő kulcsenzime nagy melegben, zárt gázcserenyílások mellett mintegy hatszázszor kisebb CO2-koncentráció mellett képes CO2-t kötni, mint a Calvin-ciklus hasonló kulcsenzime. A dikarbonsav-ciklus helye a C4-es növényekben a mezofillumsejtek rétege . Innen a megkötött CO2-t tartalmazó 4 szénatomos szerves savak beáramlanak az edénynyalábokat körülvevő, parásodott falú, és így jól szigetelő hüvelyparenchimasejtekbe . Itt felszabadul belőlük a CO2, és újra megkötődik, de most már a Calvin-ciklusban. A CO2 felszabadulása utáni megszökését a hüvelyparenchimasejtek falának pararétege meggátolja. Az energiaigényes kétszeri megkötés következménye, hogy a növények nagy melegben, vízhiánykor is képesek új szerves anyagok előállítására (fotoszintézisre). A C3-as növények ezzel szemben a nap égető sugarainak energiáját egy légzési folyamattal, az ún. fénylégzéssel (fotorespirációval) vezetik le. Ez a több sejtalkotó - kloroplasztisz, levél-peroxiszóma, és mitokondrium - együttműködését igénylő oxidatív folyamat jelentős szervesanyag-veszteséggel jár, és a felhasznált szénhidrátvázak egy részéből aminosavakat képez, amelyek később fehérjék képzésére használódnak fel. A fentiek következtében meleg, száraz viszonyok között a C4-es növények a C3-asokhoz képest sokkal több szénhidrátot képeznek, jóllehet egységnyi szénhidrát-mennyiségen belül kisebb a fehérjetartalmuk. A növényeket fogyasztó rovarok a magasabb fehérjetartalmú C3-as növényeket szívesebben fogyasztják, mint a legértékesebb tápanyagaikat a rovarok számára nehezen elérhető helyen (a fásodott edénynyalábokat körülvevő hüvelyparenchimában) tároló C4-es növényeket. C4-es növény a kukorica, a cukornád, a köles, a csillagpázsit, a pirók ujjasmuhar és számos muhar-, valamint disznóparéjfaj. C3-as a legtöbb hazai növényünk - a termesztettek közül pl. a búza, a rozs, az árpa, a zab, a napraforgó, a burgonya, a lucerna stb.
Az ún. varjúháj-metabolizmussal CO2-t kötő növények (az angol crassulacean acid metabolism kifejezés kezdőbetűivel jelölve: CAM-növények) a sztómáikat[1870] csak éjszaka nyitják ki, és ekkor légzési energia felhasználásával kötik meg a CO2-t négy szénatomos (C4-es) szerves savakba. Nappal, zárt gázcserenyílások mellett a CO2 a C4-es savakból felszabadul, és a napfény energiájának segítségével ismét megkötődik a Calvin-ciklus segítségével. A folyamat jelentősége a vízzel való igen hatékony gazdálkodás, jóllehet ennek ára is van: a nettó fotoszintézis[1871] mértéke erőteljesen lecsökken. Ezért az ilyen utat követő növények csak szélsőségesen száraz vidékeken terjedtek el, nedvesebb körülmények között viszont nem konkurenciaképesek. Képviselőik többnyire pozsgás növények,[1872] amelyek a varjúhájfélék mellett több más családba - pl. kutyatejfélék, kaktuszfélék, libatopfélék - tartoznak. Egy fügekaktuszfaj (Opuntia basilaris) a CAM-fotoszintézis egy szélsőséges útját követi. Gázcserenyílásait csupán esőt követően nyitja ki, míg az esőmentes periódus alatt a légzés által felszabadított CO2-t köti meg újból és újból.
[1857] A fotoszintézis folyamata során a növény fényenergia felhasználásával szervetlen anyagokból szerveseket állít elő.
[1858] Turgor a sejt vízfelvétele következtében kialakuló, sejtfalra ható hidrosztatikai nyomás. Hozzájárul a lágy növényi részek tartásához, szilárdságához, és a növekedő sejtek megnagyobbodásának is okozója.
[1859] Ozmózis az oldószer (az élőlényekben víz) átáramlása egy féligáteresztő hártyán (az élőlényekben biológiai membránon) a kisebb töménységű oldatból a nagyobb töménységűbe.
[1860] Turgor a sejt vízfelvétele következtében kialakuló, sejtfalra ható hidrosztatikai nyomás. Hozzájárul a lágy növényi részek tartásához, szilárdságához, és a növekedő sejtek megnagyobbodásának is okozója.
[1861] A virágtalan növények közé az algákat, a zuzmókat, a mohákat és - edényes virágtalan megjelöléssel - a harasztokat soroljuk. A virágos vagy magvas növények közé a nyitva- és a zárvatermők tartoznak.
[1862] A sztóma vagy gázcserenyílás a mohák, a harasztok és a virágos növények hajtásának elsődleges bőrszövetén kialakuló, gázcserét (mindenekelőtt szén-dioxid-felvételt és oxigénleadást) biztosító, specializálódott sejtekből álló képlet.
[1863] Transzspirációnak a növények vízpárologtatását nevezzük. Az evaporáció ezzel szemben a víz elpárolgása a különböző felületekről. A két folyamat együtt az evapotranszspiráció.
[1864] Transzspirációnak a növények vízpárologtatását nevezzük. Az evaporáció ezzel szemben a víz elpárolgása a különböző felületekről. A két folyamat együtt az evapotranszspiráció.
[1865] Az epidermisz a fiatal hajtás (elsődleges) bőrszövete.
[1866] Szukkulens (pozsgás) egy növény vagy szerv, ha víztartó szöveteiben vizet raktároz, aminek következtében duzzadt teste meglehetősen puha, összenyomható.
[1867] Transzspirációnak a növények vízpárologtatását nevezzük. Az evaporáció ezzel szemben a víz elpárolgása a különböző felületekről. A két folyamat együtt az evapotranszspiráció.
[1868] Szukkulens (pozsgás) egy növény vagy szerv, ha víztartó szöveteiben vizet raktároz, aminek következtében duzzadt teste meglehetősen puha, összenyomható.
[1869] A fotoszintézis folyamata során a növény fényenergia felhasználásával szervetlen anyagokból szerveseket állít elő.
[1870] A sztóma vagy gázcserenyílás a mohák, a harasztok és a virágos növények hajtásának elsődleges bőrszövetén kialakuló, gázcserét (mindenekelőtt szén-dioxid-felvételt és oxigénleadást) biztosító, specializálódott sejtekből álló képlet.
[1871] A nettó fotoszintézis értékét úgy kapjuk meg, hogy a fotoszintézis produktumából levonjuk a légzési veszteséget.
[1872] Szukkulens (pozsgás) egy növény vagy szerv, ha víztartó szöveteiben vizet raktároz, aminek következtében duzzadt teste meglehetősen puha, összenyomható.