Водный обмен растений - Жолкепич В.Н.
ISBN 5-02-003977-2
Скачать (прямая ссылка):
Ае=APAt-\- [е (f+AO — е {t) ].
В этом уравнении А — психрометрическая константа, зависящая от формы и размеров датчика температуры и линейной скорости движения воздуха, Р — атмосферное давление воздуха (в Па); t=T 1 и At=T2—Т1, где Т\ и Т2 — показания влажных датчиков температуры для первого (воздух с входа листовой камеры) и второго (воздух с выхода листовой камеры) каналов дифференциального психрометра. Из этих соотношений
ЛС = {АРМ + \e(t+ М) - г (0]}.
Здесь р(Го), е(Т0), А являются параметрами, поддерживаемыми на постоянном уровне путем стабилизации скорости прокачки и температуры нагрева воздуха. Изменяющимися, экспериментально определяемыми параметрами будут t, At- и Р. С помощью электрической измерительной схемы автоматически ре-
гистрируются два основных переменных параметра t и At. Р измеряется стандартным барографом. Насыщающие упругости водяных паров е (t) и e(t-\-t0) определяются для каждого момента времени по психрометрическим таблицам [345]. В том случае, когда интенсивность транспирации рассчитывается на ЭВМ, в программу вводят формулу для расчета насыщающей упругости водяного пара.
Наиболее перспективными приборами для определения интенсивности транспирации в токе воздуха являются инфракрасные газоанализаторы. За рубежом выпускают ИК-газоанализа-торы «URAS» (ФРГ), «Инфралит» (ГДР), предназначенные для регистрации концентрации С02 и паров воды. Отечественные приборы ГИП-7М и ГИМ-10 МБ2 после соответствующей модификации могут быть также использованы при изучении транспирации [343].
Источником инфракрасной радиации в газоанализаторе служат нагретые электрическим током нихромовые спирали. Потоки инфракрасного излучения, прерываемые с определенной частотой, проходя через кюветы газоанализатора, ослабляются пропорционально концентрации водяных паров в них и поступают затем в измерительные камеры лучеприемника. Камеры разделены между собой мембранным конденсатором. Так как пучки излучения прерываются, газ в измерительных камерах импуль-сно нагревается и охлаждается, что вызывает его расширение и сжатие. Эти периодические перепады давления газа воспринимает мембрана конденсатора. В конечном счете ее колебания преобразуются в электрические сигналы, которые усиливаются и поступают далее в регистрирующую часть прибора — самописец КСП. Обычно используется дифференциальная схема, т. е. через контрольную кювету непрерывно пропускается естественный воздух. Прибор регистрирует разницу между концентрацией водяных паров в исходном воздухе и воздухе, прошедшем через камеру с листом.
Необходимо отметить, что установки для определения транспирации в токе воздуха включают несколько систем, работающих в режиме динамического равновесия: система прокачки воздуха; системы термостатирования (70 = 35°) и смачивания датчиков для дифференциального психрометра или система освобождения воздуха от С02 для инфракрасного газоанализатора. Наличие нескольких самостоятельных систем может внести погрешность в измерении. Это диктует необходимость регистрации «динамического нуля установки», когда в оба канала подается исходный воздух с заведомо одинаковой концентрацией водяных паров (АС=0 и Д?=0). При обработке результатов величины Дt и ДС на ленте автоматического потенциометра отсчитываются от динамического нуля установки.
Основное достоинство дифференциального психрометра и инфракрасного газоанализатора заключается в том, что они позволяют вести непрерывную автоматическую регистрацию
транспирации на одном и том же объекте, не отчлененном от растения, в течение длительного времени как в лабораторных, так и в полевых условиях.
МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ УСТЬИЧНОГО АППАРАТА
Изучение устьичиого аппарата включает учет количества устьиц на единице поверхности листа, их размеров, степени открытости и сопротивления воздушному потоку. Основные методы — микроскопия или микрофотосъемка и газометрия.
При исследовании необходимо учитывать видовые особенности расположения устьиц на листе. Около 1/3 из числа более чем 3000 исследованных видов растений имеет амфиустьичные листья с устьицами с обеих сторон. Обычно устьиц больше на нижней (абакальнон) поверхности листовой пластинки, хотя у некоторых злаков их количество преобладает на верхней (адаксальной). Около 2/3 видов имеет устьица только на нижней поверхности листа (гипоустьичные листья). Количество и размеры устьиц зависят также от условий произрастания, яруса листа. Растения сухих мест, светолюбивые и листья более высокого яруса имеют большее количество мелких устьиц, чем растения влажных мест обитания, теневыносливые листья и листья нижних ярусов на растении. Обычно меньше устьиц на апикальной части листовой пластинки, но эти устьица крупнее, чем на базальной части. В зависимости от яруса и расположения на листовой пластинке меняется и степень открытости устьиц, сопротивление потоку водяного пара. Поэтому очень тщательно и обоснованно должны проводиться отбор параллельных проб и сравнение вариантов опыта.
Количество, размеры и состояние устьиц. Количественный учет устьиц проводят при среднем увеличении микроскопа (Х40). Для этого исследуют по 3—5 полей зрения на трех препаратах каждого варианта и вычисляют средние значения количества и размеров устьиц. Иногда рассчитывают устьичный индекс как отношение количества устьиц к общему количеству эпидермальных клеток (в %). С помощью окуляра-микрометра находят среднюю площадь устьичиой щели и площадь поля зрения микроскопа. Для этого измеряют ширину и длину устьичной цели не менее чем у 20 устьиц и устанавливают среднее значение. Площадь устьичной щели вычисляют по формуле: S = jtab, где а и b — малая и большая полуоси элипса, т. е. половина ширины и длины устьичной щели. По количеству устьиц и средней площади устьичной щели рассчитывают общую площадь устьичных отверстий в поле зрения микроскопа. На основании этого вычисляют площадь, занимаемую устьичными отверстиями, в процентах от поверхности эпидермиса. Апертуру устьиц измеряют нейосредственно как Ширину щели между двумя замыкающими клетками или вычисляют относительную апертуру
