Определение интенсивности транспирации

Процесс транспирации характеризуется следующими параметрами:

интенсивность транспирации,
продуктивность транспирации,
транспирационный коэффициент,
относительная транспирация.

Интенсивность транспирации — это то количество воды, которое испаряется растением в единицу времени с единицы площади листа. Выражается в граммах воды, испаряемой растением за 1 час на 1г сырой массы или на 1 дм [1].

Обычно скорость транспирации колеблется днем в пределах 15 - 250 г/м²/час, а ночью может снижаться до 7 - 20г/м²/час. Интенсивность транспирации находится в зависимости от многих внутренних и внешних факторов (от запаса воды в почве, насыщенности атмосферы водяными парами, от скорости ветра, температуры воздуха и др.)

Для определения интенсивности транспирации существуют количественные методы (с помощью потометра Мангина, потометра Пфеффера, потометра Веска) и качественные методы (хлоркобальтовый метод).

Ход работы

1. Определение интенсивности транспирации пото метрическим методом.

Для определения интенсивности транспирации используют потометр.

Прибор заполняют дистиллированной водой. В одно колено прибора вставляют каучуковую пробку, в отверстие которой устанавливают растение или стебель проростка. В другое колено наливают масло во избежание испарения воды.

Взвешивают прибор и оставляют в течение часа. Через указанное время прибор с растением взвешивают повторно. Разница между первым взвешиванием (начало эксперимента) и вторым (конец эксперимента) указывает на количество воды, транспирированной растением за время опыта.

Интенсивность транспирации определяется по формуле:

где:

а - вес прибора с растением в начале эксперимента (г);

b - вес прибора с растением в конце эксперимента (г);

t - время экспозиции (час);

S - площадь листьев (дм²); определяют одним из методов, описанных в работе.

2. Определение интенсивности транспирации при помощи торзионных весов (по Л. А.Иванову)

Метод применяют при сравнении интенсивности транспирации листьев разных ярусов. Лист или веточку растения взвесить на торзионных весах сразу же после их срезания (контрольный вес), затем взвешивание повторить 3-4 раза с интервалом в 3 минуты. Результаты взвешивания записать в таблицу:

Объект исследования	Контрольный вес	Вес листа через			Интенсивность транспирации
Объект исследования	Контрольный вес	3 мин.	6 мин.	9 мин.	Интенсивность транспирации
1
2
3
4
среднее

Интенсивность транспирации рассчитывается по формуле:

где:

а - контрольный вес листа (г);

b - вес листа через 3 мин., 6 мин., 9 мин.(г);

t - время экспозиции (час);

S - площадь листа.

Оборудование и реактивы:

Потометр, растения (проростки кукурузы, бобов и др.), масло растительное, торзионные весы с разновесами, миллиметровая бумага.

Вопросы для повторения:

Что такое транспирация?
Какие бывают типы транспирации?
Какие особенности строения листа способствуют транспирации?
В каких пределах колеблется величина интенсивности транспирации и от каких факторов она зависит?
Какую роль играет транспирация в жизни растений?

Термины

Апопласт — совокупность всех свободных пространств клеток, представленная межфибриллярными полостями и межклеточниками, по которым осуществляется свободная диффузия веществ.

Водный баланс — соотношение между поглощением и расходованием воды растением.

Существует 3 случая:

поглощение больше расходования;
поглощение равно расходованию;
поглощение меньше расходования (водный дефицит).

Гуттация — выделение листьями растений (через водяные устьица - гидатоды - на краях и кончиках листьев) капельной жидкости под воздействием корневого давления, когда поступление воды в растение превышает транспирацию. Наблюдается рано утром или в условиях повышенной влажности. Данное явление помогает растениям освобождаться от избытка воды и солей.

Корневое давление — сила, поднимающая воду и растворенные в ней различные вещества вверх по сосудам. Beличина непостоянная, зависит от внешних и внутренних факторов. В оптимальных условиях она равна 2-3 барам. Корневое давление может характеризовать поглощающую деятельность корня.

Коэффициент завядания — количество воды в почве, выраженное в процентах, оставшейся неиспользованной растениями во время увядания. Показатель, характеризующий почву, а не само растение. Коэффициент завядания данной почвы — это величина влажности почвы, при которой происходит длительное завядание.

Коэффициент транспирации — количество воды (г), транспирированной растением и затраченной для накопления одного грамма сухого вещества. Обычно варьирует в пределах видов от 300 - до 1000 г воды / на г сухого вещества. Каждое растение имеет свой коэффициент, зависящий не столько от видовой принадлежности, сколько от внешних условий.

Мертвый запас воды — количество воды в почве, полностью недоступной растению. Мертвый запас зависит только от типа почвы и ее механического состава и колеблется от 1-3 до 9. Чем больше глинистых частиц в почве, тем больше мертвый запас воды.

Относительная транспирация — отношение интенсивности транспирации с единицы листовой поверхности к скорости испарения с единицы открытой водной поверхности. Величина ее колеблется от 0,01 до 1,0. Это понятие имеет больше теоретическое значение, так как доказывает, что транспирация — процесс, регулируемый самим растением.

Пасока — жидкость, выделяющаяся из среза в основании стеблей или корней растений под действием корневого давления. В пасоке содержатся соли, аминокислоты, амиды, органические кислоты, цитокинины и другие вещества. По содержанию этих веществ в пасоке можно судить об их передвижении из корня в побег.

Плач растений — явление вытекания пасоки из перерезанного стебля. Плач иногда продолжается в течение нескольких суток, и количество выделившейся пасоки может быть очень большим, например - у тыквы до одного литра в сутки. Интенсивность плача определяется потоком солей в сосуды ксилемы. Плач представляет собой одно из проявлений активного транспорта веществ.

Пассивный механизм движения устьиц — закрытие устьиц в условиях высокой насыщенности водой, что обусловлено сдавливающим действием соседних клеток эпидермиса на устьичные клетки. Данный механизм предложил Столфельт в 1960 году.

Свободная вода — вода, которая сохраняет все свойства чистой воды, т.е. легко передвигается по растению, обладает свойствами растворителя, испаряется в процессе транспирации и замерзает при температуре ниже 10°С. Растертая, содержащие большое количество свободной воды, менее устойчивы к морозам.

Связанная вода — входит в состав химических соединений и недоступна растению. Связывается водородными или другими связями с молекулами белка. Не участвует в биохимических реакциях, не передвигается по растению и не замерзает при низких температурах.

Транспирационный ток — движение воды по сосудам ксилемы, вызванное транспирацией. Осуществляется по градиенту водного потенциала. Активными двигателями водного тока являются живые клетки, примыкающие к верхнему и нижнему концам всей проводящей системы растения.

Тургор — напряженное состояние органов растения, влияющее, как и осмотическое давление, на скорость поступления воды в клетку.

Фотоактивный механизм движения устьиц — состоит в том, что замыкающие клетки устьиц, содержащие хлоро-пласты, на свету открываются тем шире, чем больше интенсивность освещения, увеличивающая синтез углеводов, а следовательно - и всасывающую силу устьиц, за счет чего происходит поглощение воды и открытие устьиц.