纯水的水势在标准状态下被规定为0。
这一结论基于热力学原理，即纯水作为参照标准，其自由能最高且不受溶质、压力或其他因素影响。在等温等压条件下，化学势差为零，因此水势被定义为基准值。
一、水势的定义与组成
基本概念
水势（ψw）表示单位偏摩尔体积水的化学势差，反映水分移动的驱动力。其公式为： ψw=ψs+ψp+ψm+ψg 其中，溶质势（ψs）、压力势（ψp）、衬质势（ψm）和重力势（ψg）共同影响体系水势。
纯水的特殊性
- 自由能：纯水分子未被溶质或衬质束缚，自由能最大，故水势为零。
- 标准条件：需满足1个大气压（1.013×10⁵ Pa）及与体系同温，否则需修正。
二、非纯水体系的水势变化
溶质的影响
溶液类型 水势（ψw） 原因 纯水 0 MPa 无溶质，自由能最高 1 mol蔗糖溶液 -2.69 MPa 溶质降低水分子自由能 海水 -2.5 MPa 高盐浓度导致ψs显著负值 细胞与环境的交互
- 植物细胞：成熟细胞水势主要由渗透势（ψs）和压力势（ψp）决定，ψm可忽略。
- 土壤-植物系统：水分从高水势（土壤）向低水势（根系）流动，驱动吸收与运输。
三、实际应用中的水势意义
- 农业灌溉
土壤水势低于-1.5 MPa时，植物难以吸水，需及时补水。
- 生理研究
蒸腾作用依赖叶肉细胞与大气间的水势差，干旱条件下ψp可转为负值。
水势作为水分运动的核心指标，贯穿于生态、生理及农业实践中。理解其原理有助于优化水分管理，保障植物健康与生态系统平衡。