БИОЛОГИЯ Том 2 - руководство по общей биологии - 2004

13. ТРАНСПОРТ У РАСТЕНИЙ

13.3. Транспирация и движение воды по листьям

13.3.5. Измерение интенсивности транспирации

Транспирацию легко продемонстрировать, накрыв растение в горшке стеклянным колпаком, а горшок плотно упаковав в пластиковый пакет, чтобы исключить потери воды почвой. По мере осуществления транспирации на внутренней поверхности колпака скапливаются капельки жидкости. Доказать, что это вода, можно с помощью индикаторной бумажки с хлоридом кобальта(II) (она изменит синий цвет на розовый) или безводных кристаллов сульфата меди(II) (из белых превратятся в синие).

Измерить интенсивность (скорость) транспирации бывает трудно, но удовлетворительные результаты, по крайней мере для целей сравнения, можно получить двумя простыми способами, описанными ниже.

Опыт 13.4. Изучение и измерение с помощью потометра действия различных факторов на интенсивность транспирации

Потометр — это прибор, предназначенный для определения скорости поглощения воды черенками или всходами растений. С его помощью нельзя измерить непосредственно транспирацию, однако поскольку за счет транспирации теряется почти вся поглощенная вода, эти два процесса тесно взаимосвязаны. Потометр можно купить, но его простейший вариант вполне по силам собрать самому, как показано на рис. 13.10.

Рис. 13.10. Простейший потометр.

Материалы и оборудование

Потометр (рис. 13.10; коническая колба для вакуумфильтрования, короткая резиновая трубка-переходник, резиновая пробка с отверстием, шприц с иглой для подкожных инъекций, градуированная капиллярная трубка)

Большой черный полиэтиленовый мешок

Большой прозрачный полиэтиленовый мешок

Маленький электровентилятор

Ретортный штатив с зажимами

Секундомер

Термометр

Вазелин

Побег с листьями, например ветка сирени

Ведро с водой

Методика

1. Выберите подходящее для работы растение с листьями, срежьте черенок и немедленно опустите срезанный конец в воду, чтобы в ксилему попало как можно меньше воздуха. Сразу же обрежьте стебель еще раз, но уже под водой; срез следует делать косой, на несколько сантиметров выше первого. Стебель должен быть достаточно толстым, чтобы его можно было плотно вставить в пробку потометра.

2. Погрузите в воду коническую колбу, чтобы она наполнилась водой. Тут же под водой вставьте стебель в пробку и плотно заткните ею колбу.

3. Погрузите в воду капиллярную трубку, чтобы она также заполнилась водой. Соедините ее резиновым переходником с боковым выходом колбы.

4. Выньте собранный прибор из ведра, воткните в резиновый переходник иглу шприца с водой и закрепите его в штативе в вертикальном положении, как показано на рис. 13.10. Место вхождения стебля в пробку замажьте вазелином, чтобы обеспечить герметичность системы.

5. По мере всасывания воды побегом, мениск жидкости в капиллярной трубке будет смещаться. Его можно вернуть в исходное положение, добавив немного воды из шприца. Дайте побегу постоять 5 мин и в это время регулярно подкачивайте воду в систему.

6. Засеките время, за которое столб воды в капилляре сместится на определенное расстояние, и оцените скорость поглощения воды, выразив ее в подходящих единицах, например в см/мин. Следует сделать несколько замеров, чтобы убедиться, что скорость более или менее постоянна, а затем рассчитать среднее значение. Запишите температуру воздуха вокруг растения.

7. Каждый раз, как только пузырек воздуха достигнет конца градуированного отрезка капилляра, возвращайте его в исходное положение, подкачав воду шприцем.

8. С помощью этой методики можно выяснить, как влияют на скорость поглощения воды побегом следующие факторы;

а) ветер (для этого используйте небольшой электровентилятор; струя воздуха не должна сильно бить по листьям, иначе устьица закроются);

б) влажность (поместите побег в прозрачный пластиковый мешок);

в) освещенность (поместите побег в черный пластиковый мешок);

г) удаление половины листьев (уменьшится ли в этом случае интенсивность транспирации вдвое?)

д) смазывание верхнего и(или) нижнего эпидермиса листьев вазелином для предотвращения потерь воды.

В каждом случае следует подождать, чтобы скорость транспирации снова стала постоянной. Не всегда удается изменить только одно из условий; например, накрыв побег даже прозрачным мешком, мы в то же время уменьшим, хотя и незначительно, интенсивность освещения.

Абсолютная скорость поглощения воды

Полученные результаты можно выразить как истинный объем воды, поглощенный в единицу времени, например в мл/ч; для этого нужно знать объем воды, соответствующий одному делению на шкале капилляра.

Основная масса поглощенной воды теряется через листья. Скорость потери воды на единицу поверхности листа можно определить, если сначала измерить потерю воды, как описано выше, а затем оборвать все листья и определить площадь их поверхности. Эту площадь можно измерить, если положить листья на миллиметровку и очертить их контуры, а затем подсчитать число покрытых листьями квадратиков. Окончательный результат можно выразить в мл/ч на 1 м² поверхности листа.

Результаты

Влияние на интенсивность транспирации температуры, влажности, ветра и освещенности обсуждаются в разд. 13.3.6.