Abstract. By extracting bound water

Abstract. By extracting bound water from the soil and lifting it to the canopy, root systems of vegetation perform work. Here we describe how root water uptake can be evaluated thermodynamically and demonstrate that this evaluation provides additional insights into the factors that impede root water uptake. We derive an expression that relates the energy export at the base of the root system to a sum of terms that reflect all fluxes and storage changes along the flow path in thermodynamic terms. We illustrate this thermodynamic formulation using an idealized setup of scenarios with a simple model. In these scenarios, we demonstrate why heterogeneity in soil water distribution and rooting properties affect the impediment of water flow even though the mean soil water content and rooting properties are the same across the scenarios. The effects of heterogeneity can clearly be identified in the thermodynamics of the system in terms of differences in dissipative losses and hydraulic energy, resulting in an earlier start of water limitation in the drying cycle. We conclude that this thermodynamic evaluation of root water uptake conveniently provides insights into the impediments of different processes along the entire flow path, which goes beyond resistances and also accounts for the role of heterogeneity in soil water distribution.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

บทคัดย่อ โดยแยกผูกน้ำจากดิน และยกไปหลังคา ระบบรากของพืชทำงาน ที่นี่เราอธิบายวิธีการที่รากดูดซึมน้ำสามารถประเมิน thermodynamically และแสดงให้เห็นว่า การประเมินนี้ให้ข้อมูลเชิงลึกเพิ่มเติมในปัจจัยที่เป็นอุปสรรคต่อการดูดซึมน้ำของราก เรามาว่าการส่งออกพลังงานที่ระบบรากฐานที่เกี่ยวข้องกับผลของเงื่อนไขที่สะท้อนทั้งหมดตัวช่วยหลอมและเก็บการเปลี่ยนแปลงตลอดเส้นทางการไหลในทางอุณหพลศาสตร์ แสดงให้เห็นถึงสูตรทางอุณหพลศาสตร์นี้ใช้การตั้งค่าการตั้งสถานการณ์แบบจำลองอย่างง่าย ในสถานการณ์เหล่านี้ เราสาธิตทำไม heterogeneity จ่ายน้ำดินและทำลายคุณสมบัติผลนจะของการไหลของน้ำแม้ว่าปริมาณน้ำเฉลี่ยดินและทำลายคุณสมบัติจะเหมือนกันทั้งสถานการณ์ ชัดเจนสามารถระบุผลกระทบของ heterogeneity ในอุณหพลศาสตร์ของระบบในแง่ของความแตกต่างใน dissipative สูญและพลังงานไฮดรอลิก เกิดการจำกัดน้ำในวงจรแห้งเริ่มก่อนหน้านี้ เราสรุปว่า การประเมินนี้ทางอุณหพลศาสตร์ของการดูดซึมน้ำรากให้ลึกอุปสรรคของกระบวนการต่าง ๆ ตามเส้นทางขั้นตอนทั้งหมด ซึ่งเหนือความต้านทานไปยัง บัญชีสำหรับบทบาทของ heterogeneity ในดินน้ำกระจาย อย่างสะดวก

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

นามธรรม. โดยแยกน้ำที่ถูกผูกไว้จากดินและยกมันจะหลังคา, ระบบรากของพืชในการทำงาน ที่นี่เราจะอธิบายถึงวิธีการดูดน้ำรากสามารถประเมิน thermodynamically และแสดงให้เห็นว่าการประเมินผลนี้ให้ข้อมูลเชิงลึกเพิ่มเติมลงในปัจจัยที่เป็นอุปสรรคต่อการดูดน้ำของราก เราได้แสดงออกที่เกี่ยวข้องการส่งออกพลังงานที่ฐานของระบบรากที่ผลรวมของคำที่สะท้อนให้เห็นถึงฟลักซ์และการเปลี่ยนแปลงทั้งหมดที่จัดเก็บข้อมูลตามเส้นทางการไหลในแง่ทางอุณหพลศาสตร์ เราแสดงให้เห็นถึงการกำหนดนี้อุณหพลศาสตร์โดยใช้การตั้งค่าที่เงียบสงบของสถานการณ์ที่มีรูปแบบที่เรียบง่าย ในสถานการณ์เหล่านี้เราแสดงให้เห็นถึงเหตุผลที่แตกต่างในการกระจายของน้ำในดินและคุณสมบัติการขจัดอุปสรรคที่ส่งผลกระทบต่อการไหลของน้ำแม้ว่าปริมาณน้ำในดินเฉลี่ยและคุณสมบัติรากจะเหมือนกันทั่วสถานการณ์ ผลของความแตกต่างอย่างชัดเจนสามารถระบุได้ในอุณหพลศาสตร์ของระบบในแง่ของความแตกต่างในการสูญเสีย dissipative และพลังงานไฮดรอลิผลในการเริ่มต้นก่อนหน้าของข้อ จำกัด ของน้ำในการอบแห้ง เราสรุปได้ว่าการประเมินผลนี้อุณหพลศาสตร์ของการดูดซึมน้ำรากสะดวกให้ข้อมูลเชิงลึกในอุปสรรคของกระบวนการที่แตกต่างกันไปตามเส้นทางการไหลของทั้งหมดซึ่งนอกเหนือไปจากความต้านทานและยังบัญชีสำหรับบทบาทของเซลล์สืบพันธุ์ในการกระจายน้ำในดิน

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

นามธรรม โดยการจำกัดน้ำจากดินและยกถึงหลังคา , ระบบรากของพืชในการดําเนินงาน ที่นี่เราจะอธิบายวิธีการใช้น้ำและรากสามารถประเมิน thermodynamically แสดงให้เห็นว่าการประเมินนี้มีข้อมูลเชิงลึกเพิ่มเติมเป็นปัจจัยที่ขัดขวางการดูดน้ำ ราก . เราได้รับการแสดงออกที่เกี่ยวข้องกับการส่งออกพลังงานที่ฐานของระบบรากในผลรวมของข้อตกลงทั้งหมดและการเปลี่ยนแปลงที่สะท้อนถึงค่าจัดเก็บตามกระแสทางด้านอุณหพลศาสตร์ เราแสดงให้เห็นถึงการกำหนดนี้โดยใช้การตั้งค่าทางอุดมคติของสถานการณ์ ด้วยรูปแบบง่ายๆ ในสถานการณ์เหล่านี้ เราแสดงให้เห็นถึงความหลากหลายในการกระจายน้ำในดินและราก คุณสมบัติกระทบขัดขวางการไหลของน้ำถึงแม้ว่าหมายถึงน้ำดินและคุณสมบัติที่มีเนื้อหาเดียวกันในสถานการณ์ ผลของความหลากหลายอย่างชัดเจนสามารถระบุในอุณหพลศาสตร์ของระบบในแง่ของความแตกต่างในการสูญเสีย dissipative และไฮดรอลิพลังงานที่เกิดในก่อนหน้านี้เริ่มน้ำข้อจำกัดในรอบการอบแห้ง . เราสรุปได้ว่า การประเมินนี้อุณหพลศาสตร์ของการดูดซึมน้ำรากสะดวกให้ข้อมูลเชิงลึกในอุปสรรคของกระบวนการที่แตกต่างกันไปตามเส้นทางการไหลทั้งหมด ซึ่งนอกเหนือไปจากความต้านทานและยังบัญชีสำหรับบทบาทของความหลากหลายในการกระจายน้ำในดิน .