Водный обмен растений - Жолкепич В.Н.
ISBN 5-02-003977-2
Скачать (прямая ссылка):
Иногда необходимо знать водный потенциал ксилемы. В этом случае лист с черешком или побег, отчлененный от растения, помещают в полиэтиленовую камеру или обертывают фольгой на
/ /
РИС. 8. Схема камеры давления для измерения водного потенциала листьев и побегов
1 — толстые стальные стенки цилиндра; 2 — резиновая втулка; 3 — побег; 4 — манометр; 5 —кран для выпуска воздуха; б — срезанный конец стебля. Стрелкой справа обозначено направление давления, поступающего от баллона со сжатым газом
1—2 ч для прекращения транспирации и уравновешивания водного потенциала тканей листа с водным потенциалом проводящей системы. Измеренный затем водный потенциал соответствует водному потенциалу ксилемы [121].
Камера давления схематично изображена на рис. 8. Она представляет собой толстостенный стальной герметический цилиндр (/), размер и форма которого зависят от объекта исследования. Крышка камеры навинчивается на корпус через прокладку для создания герметичности и имеет резиновую втулку (2), в которой укрепляется срезанный побег или лист таким образом, чтобы место среза находилось снаружи. В корпусе камеры сделаны два отверстия с резьбой, из которых одно служит для нагнетания под определенным давлением, регистрируемым манометром (4), сжатого газа, а другое для сброса давления газа через завинчивающийся клапан (5) после измерения. Главным условием является полная герметичность и высокая прочность камеры и всех газопроводящих трубок, так как водный потенциал побегов даже у растений, произрастающих в условиях оптимального увлажнения, достигает —200 кПа.
Побег или лист укрепляют в крышке и помещают внутрь камеры, крышку герметично завинчивают. Постепенно с помощью редуктора увеличивают давление внутри камеры до появления ксилемпого сока на срезе. Точнее этот момент можно установить с помощью лупы или микроскопа. Давление в камере, регистрируемое манометром, считают равным по абсолютной величине водному потенциалу объекта.
Для создания в камере давления рекомендуется смесь 90— 95 % азота и 5—10 % сжатого воздуха. Сжатый газ обычно поставляется в баллонах при давлении 15 МПа. Большое значение имеет скорость нарастания давления, так как это влияет на сопротивление тканей движению воды и на температуру в камере. Обычно используется скорость 20—50 кПа-с-1 до того, как установится давление порядка 150—200 кПа, затем скорость нарастания давления снижают до 5 кПа-c-1. Точность измерения в камере при тщательной работе составляет 20—50 кПа [121].
Метод камеры давления позволяет быстро определить водный статус растения. Однако результаты сопоставления измерений водного потенциала растений с помощью камеры давленияЕ и других методов оказались весьма противоречивыми. Наряду с сообщениями о почти полном соответствии данных определения водного потенциала листьев сои, картофеля, подсолнечника, перца и овса методом камеры давления и психрометрическим t[ 123] отмечаются существенные различия между показаниями этих двух методов [115, 124]. Каждый из них, очевидно, имеет свои недостатки и ограничения в применении, и их надо знать, чтобы избежать искажения экспериментальных данных. Подробный анализ типичных ошибок метода камеры давления дан в [123]. Первая группа ошибок может быть связана с состоянием исследуемого материала. Так, вследствие быстрой потери воды после срезания листа водный потенциал у хорошо траислирирую-щих листьев на 0,2—0,7 МПа ниже, чем у листьев, которые покрывали пластиковой пленкой перед определением [124]. Степень падения водного потенциала зависит от его исходного уровня, вида растений, интенсивности транспирации, времени от момента срезания побега до помещения в камеру. Поэтому в экологических исследованиях, когда приходится брать пробы на значительном расстоянии друг от друга, прежде всего необходимо экспериментально установить, в течение какого промежутка времени от момента срезания побега до помещения в камеру величина водного потенциала минимально изменяется. Для яблони, малины, черной смородины время ограничено 30 с i[125]. Хранение ветки сосны на воздухе в течение 30 мин приводит к изменению водного потенциала на 0,5 МПа, в то время как ветка, сохраняемая в полиэтиленовом пакете, даже в течение 1,5 ч дала ошибку всего 0,03 МПа. У березы при хранении в пакете в течение 30 мин ошибка составила 0,11 МПа [126].
Вторая группа ошибок связана с самой процедурой опреде-
леиия. Быстрое изменение давления в камере может привести к резкому изменению температуры. Поэтому рекомендуется предварительно определить интервал скоростей, не влияющих на результаты определения.
У некоторых растений (виноград, хлопчатник, хвойные породы) трудности связаны с точным установлением момента появления жидкости па срезе, так как иногда сначала появляется жидкость из других тканей, а потом уже из ксилемы.
При взятии образцов для исследований необходимо учитывать ярусную вариабельность водного потенциала в растении, его суточные и сезонные изменения.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСМОТИЧЕСКОГО ПОТЕНЦИАЛА
Для определения осмотического потенциала существует два методических подхода: в одном случае работа ведется с целыми клетками и тканями, в другом — с выжатым клеточным соком.
