Водный обмен растений - Жолкепич В.Н.
ISBN 5-02-003977-2
Скачать (прямая ссылка):
РИС. 42. Схема устройства поро-метра конструкции Б. И. Гуляева и О. Е. Шведовой {352]
Обозначения см. текст
разряжения и движения освобождении) поршня. Рекомендуется 3-секундный период. Очень быстрое определение позволяет сделать множество отсчетов для статистического анализа до того, как изменится состояние устьиц. Сравнительные измерения сопротивления листа новым прибором и другими вязкостными и диффузионными порометрами, а также оценка состояния устьиц на отпечатках свидетельствуют о надежности этой конструкции. Прибор калибруется на перфорированных пластинках, проводимость которых определена с помощью равновесного диффузионного порометра.
Портативная и удобная в работе конструкция порометра разработана в Академии наук УССР [352]. Прибор (рис. 42) состоит из камеры-прищепки (1) и измерительного блока (2). Измерительный блок включает водяной манометр (3), секундомер (4), всасывающую камеру (5) и кнопку (6), связанную через рычаг (7) с плунжером (8) всасывающей камеры. Одно-из колен манометра соединено с закрытой половинкой листовой камеры и одновременно через колпачок (9) со всасывающей камерой, а другое колено сообщается с внешней атмосферой.
Для измерения сопротивления камеру-прищепку фиксируют в плотно прижатом положении на листе, нажатием кнопки одновременно запускают секундомер и создают разряжение в системе, следя за показанием манометра. После изменения показания манометра на 20 или 30 мм повторным нажатием кнопки останавливают секундомер и записывают его показание.
Сопротивление, измеренное порометром, выражается в виде отношения
~ JL
ГР~ AN’
где t— время, в течение которого показание манометра изменилось на А N. Параллельные определения значений гр и листового сопротивления п с помощью микропсихрометра позво-
/
лили установить следующую формулу для расчетов листового сопротивления rt по показанию порометра гр:
г,=0,083гр+0,42.
Прибор может быть использован для массовой экспресс-оценки состояния листового аппарата растений.
Ряд авторов дают описание порометров массового потока, оснащенных электрической схемой для непрерывной записи изменений сопротивления листа [353, 354].
Динамический диффузионный порометр. Прибор состоит из листовой камеры, содержащей электрический гигродатчик, термисторы для измерения температуры листа и воздуха и регистрирующего устройства. В одних конструкциях в камеру сначала подается сухой воздух, в других— измерения начинают с существующей влажности. Регистрируется время, необходимое для изменения влажности замкнутого в камере воздуха от определенной начальной величины до предварительно установленной более высокой в результате транспирации части листовой поверхности, заключенной в камеру. Обычно выбирают интервал в 1—5% относительной влажности при исходной 50—70%. Порометры могут быть либо невентилируе-мые с неподвижным воздухом в камере, так что распространение водяного пара от транспирирующего листа к гигродатчику идет путем диффузии, или вентилируемые, где диффузионный поток водяного пара имеет место только в пограничном слое листа, а объем воздуха в камере тщательно перемешивается поступающим в камеру воздушным потоком с определенной влажностью. Гигродатчик должен быть плоским и расположенным параллельно листовой поверхности. В таком случае время прямо пропорционально длине диффузионного пути, которую необходимо подбирать в зависимости от количества и апертуры устьиц.
Диффузионный поток водяного пара (Е, г*с-1) можно рассчитать по формуле:
F — (C’-Ci)V
а ~~ AM
где Ci и Сг — начальная и конечная концентрация водяного пара в камере, V — объем воздуха (см3), А — площадь листа (см2) в камере.
Следовательно, сопротивление устьиц (с-см-3)
(С, — С) ДМ
общ (С, —СОУ»
где С — средняя влажность воздуха в камере во время определения (At): 1пС=0,5 (In Ci-f-ln Сг).
Предполагают, что небольшое уменьшение скорости транспирации, происходящее в результате повышения влажности воздуха в камере, не изменяет температуру листа.
Из-за поглощения водяного пара стенками камеры и гигродатчиком эффективный объем камеры всегда больше, чем измеренный. Это особенно справедливо для ранних моделей, в которых при изготовлении камеры использованы акриловые материалы и хлорид лития в качестве датчика влажности.
Теория диффузных порометров предполагает равенство температур листа и гигродатчика, однако все существующие конструкции имеют заметные температурные эффекты. Ошибка снижается путем уменьшения размера камеры, ее затенения, а также перемешиванием воздуха в камере (вентиляционный тип диффузного порометра). Другая возможность избежать этой ошибки представляется в конденсационном порометре [355] Здесь датчик влажности помещают на поверхность, где смесью лед — вода поддерживается температура 0°. Камера порометра заполняется сухим воздухом и измеряется время, необходимое для начала конденсации водяного пара на охлажденной поверхности.
Диффузионные порометры калибруют по испаряющим стандартам в определенных температурных пределах. Первыми стандартами были серии полых цилиндров разной высоты, расположенные между влажной фильтровальной бумагой и камерой. На основе диффузионной теории рассчитывалось сопротивление цилиндров. Но из-за проникновения сухого воздуха в цилиндры во время цикла высыхания их нельзя рассматривать как равновесную систему. В настоящее время более распространена калибровка с использованием перфорированной пластины, отделяющей влажную фильтровальную бумагу от камеры. При работе необходимо соблюдать осторожность, чтобы избежать попадания капельно-жидкой воды и конденсации влаги в порах пластины. Сопротивление пластины на единицу площади (#) вычисляют по формуле R= (dfn-a-^-lli)faDN, где а и d — радиус и глубина поры соответственно, N — количество пор на единицу площади, D — диффузионный коэффициент водяного пара в воздухе. Выражение внутри скобок представляет основное сопротивление пор, второе выражение — поправка на сопротивление диффузии водяного пара при движении от пластины. Показано, что более точной для вычисления является формула R=(dfna-f-1/4—a (N/k)0’s)/DciN. Разработана таблица определения сопротивления пор и поправки в зависимости от количества пор на единице поверхности для пластины с радиусом к глубиной пор соответственно 0,52 и 1,52 мм при диффузионном коэффициенте водяного пара в воздухе 25,2 мм2-с-1.
