Το υδατικό δυναμικό εκφράζει την ελεύθερη ενέργεια του νερού ή την ικανότητα παραγωγής έργου και συμβολίζεται με Ψ.

Το υδατικό δυναμικό του εδάφους, της ατμόσφαιρας ή ενός φυτικού ιστού μπορεί να εκτιμηθεί ποσοτικά με μία σειρά μεθόδων. Η γνώση του υδατικού διαλύματος σε δύο περιοχές υποδεικνύει την κατεύθυνση μετακίνησης του νερού, αφού θα κινηθεί από περιοχές με υψηλό προς αυτές με χαμηλό δυναμικό. Για να υπάρχει κίνηση του νερού από το έδαφος προς την ατμόσφαιρα μέσω των φυτών, θα πρέπει οι ρίζες να διατηρούν χαμηλότερο δυναμικό από αυτού του εδάφους, τα φύλλα χαμηλότερο από αυτό των ριζών και η ατμόσφαιρα χαμηλότερο από αυτό των φύλλων.

Το υδατικό δυναμικό ενός κυττάρου στο φυτό είναι μια σύνθετη παράμετρος που εκφράζεται από το άθροισμα τριών επιμέρους δυναμικών :

Το Οσμωτικό δυναμικό (Ψs = συγκέντρωση διαλυμένων ουσιών)

Τη πίεση σπαργής (Ψp)

Τη βαρύτητα (Ψg)

και δίνεται από τη σχέση: Ψw = Ψs + Ψp + Ψg

Το Οσμωτικό δυναμικό είναι η παράμετρος του υδατικού δυναμικού που επηρεάζει τη πρόσληψη του νερού. Σε συνθήκες έλλειψης νερού για να διατηρηθεί η σπαργή πρέπει το οσμωτικό δυναμικό να μειωθεί και αυτό επιτυγχάνεται με την αύξηση των διαλυμένων ουσιών στο κύτταρο. Αυτό πραγματοποιείται είτε άμεσα με τη πρόσληψη ιόντων (αύξηση συγκέντρωσης διαλυμένων ουσιών), είτε έμμεσα με αφυδάτωση (προκύπτει παθητική αύξηση των διαλυτών ουσιών).

Για κάθε φυτό υπάρχει ένα Ψ κάτω από το οποίο σταματούν οι ζωτικές λειτουργίες του. Η κρίσιμη τιμή εξαρτάται από το είδος του φυτού και την ικανότητα προσαρμογής του σε ξηρά περιβάλλοντα. Ήπια έλλειψη νερού οδηγεί σε αναστολή της αύξησης. Μεγάλη έλλειψη νερού οδηγεί στο κλείσιμο των στοματίων, στη μείωση της φωτοσύνθεσης, την αναστολή της κυτταρικής διαίρεσης και στην απώλεια της υπάρχουσας φυλλικής επιφάνειας. Επομένως η μέτρηση του Ψ ενός φυτού μπορεί να προσδιορίσει το μέγεθος της υδατικής καταπόνησης .

Η μετακίνηση του νερού μέσω του υδατικού συνεχούς παρουσιάζει σταδιακή πτώση του Ψ από το έδαφος προς την ατμόσφαιρα. Το Ψ του εδάφους μειώνεται σταδιακά, χωρίς διακυμάνσεις , ενώ το Ψ των φύλλων και της ρίζας παρουσιάζει διακυμάνσεις. Το ΔΨ μεταξύ των φύλλων και του εδάφους μεγαλώνει προκαλώντας αύξηση της ταχύτητας του νερού από το έδαφος. Κατά τη διάρκεια της νύχτας κλείνουν τα στομάτια, σταματά η διαπνοή και κατά συνέπεια το Ψ της ρίζας και των φύλλων αυξάνεται σταδιακά μέχρι να εξισωθεί με αυτό του εδάφους.

Η μέτρηση του υδατικού δυναμικού των φύλλων χρησιμοποιείται ως δείκτης της υδατικής κατάστασης των φυτών. Η μέτρηση αυτή στις καλλιέργειες γίνεται με το όργανο που ονομάζεται Θάλαμος Πίεσης, το οποίο αρχικά σχεδιάστηκε από τον Scholander κ.α. (1965).

Η χρήση του Θαλάμου Πίεσης για τη μέτρηση της υδατικής κατάστασης των πρέμνων ενός αμπελώνα αποτελεί αξιόπιστη μέθοδο για τη διαχείριση της άρδευσής του. Το όργανο αυτό έχει χρησιμοποιηθεί για τη μέτρηση του υδατικού δυναμικού της αμπέλου με τρεις διαφορετικές μεθόδους:

Με τη μέτρηση του υδατικού δυναμικού των φύλλων πριν την αυγή (ΨPD).

Ουσιαστικά μετράται η υδατική κατάσταση των πρέμνων, ενώ οι απώλειες είναι μηδενικές (κλειστά στομάτια) παρέχοντας πληροφορίες για το υδατικό δυναμικό του εδαφικού ύδατος, αφού το υδατικό δυναμικό την αυγή είναι ίσο με αυτό του εδάφους.

Με τη μέτρηση του υδατικού δυναμικού των φύλλων το μεσημέρι (Ψleaf).

Η μέτρηση αυτή σε ένα και μοναδικό φύλλο εκφράζει την υδατική κατάσταση του φύλλου και εξαρτάται από το έλλειμμα υδρατμών της ατμόσφαιρας, την ένταση της προσπίπτουσας ακτινοβολίας, τη διαθεσιμότητα του νερού, την υδραυλική αγωγιμότητα του νερού και την κατάσταση των στοματίων.

Με τη μέτρηση του υδατικού δυναμικού του βλαστού (Ψstem).

Η μέτρηση αυτή γίνεται το μεσημέρι σε φύλλο που δε διαπνέει ώστε το υδατικό του δυναμικό να εξισωθεί με αυτό του βλαστού που το φέρει. Η ημερήσια μεταβολή του, είναι αποτέλεσμα της συνολικής διαπνοής του φυτού και της εδαφικής και ριζικής – υδραυλικής αγωγιμότητας.

Σε πολλές περιπτώσεις τα τελευταία χρόνια για την εκτίμηση της υδατικής κατάστασης καλλιεργειών, όπως το αμπέλι, οι αμυγδαλιές, οι καρυδιές, οι ροδακινιές, οι δαμασκηνιές, χρησιμοποιούνται οι μετρήσεις των τιμών του υδατικού δυναμικού του βλαστού (Ψstem). Το πλεονέκτημα αυτής της μέτρησης είναι ότι οι τιμές του υδατικού δυναμικού του βλαστού θεωρούνται πιο αξιόπιστοι δείκτες ήπιων υδατικών καταπονήσεων.