Водный обмен растений - Жолкепич В.Н.
ISBN 5-02-003977-2
Скачать (прямая ссылка):
Другой методический подход состоит в измерении средней скорости испарения с влажной фильтровальной бумаги, находящейся в камере. Различная скорость испарения достигается варьированием экспонируемой площади. Вода к фильтровальной бумаге подается из калиброванного капилляра, движение мениска в нем является мерой испарения. Эти методы могут быть
использованы для калибровки не только динамических, но и равновесных диффузионных порометров [349].
Динамические диффузионные порометры являются портативными приборами, позволяющими проводить быстрое измерение как в вегетационных, так и в полевых опытах. Их точность находится в пределах ±10%.
Равновесный диффузионный порометр. К. Паркинсон [349] приводит описание этого типа порометра, применяемого с 1980 г. Принцип действия прибора состоит в регистрации влажности воздуха в камере из нержавеющей стали между поверхностью листа и металлической сеткой, за которой циркулирует сухой воздух. При помещении камеры на лист создается диффузионный градиент между насыщенной водяными парами системой межклетников листа и сухим воздухом за сеткой. Следовательно, диффузионный поток водяного пара
F= (%i—Xp)/(riJrr pi) =%p/rp2l отсюда
ri=rp2 (xi—Xp) — (rp2-j~rpi),
где xp — абсолютная влажность, измеренная гигродатчиком; г*, г pi и гр 2 — сопротивления диффузионному потоку водяного пара соответственно в листе, от поверхности листа и от поверхности сухого воздуха до гигродатчика.
Точные измерения сопротивления водяному пару внутри камеры проводят путем калибровки прибора по стандартным сопротивлениям. Если исходить из изотермических условий, можно записать
/'/=/'р2 (1 /hp)'—(/'рг+^рО,
где hp — относительная влажность, регистрируемая датчиком. Обычно лист и воздух не имеют изотермических условий, а находятся в термическом равновесии, и можно ввести необходимую поправку на основе энергетического баланса листа. Для повышения точности прибора необходим тщательный подбор размеров камеры и расположения датчика.
Равновесный порометр с непрерывным потоком воздуха. В этом типе порометра измеряется скорость потока сухого воздуха, необходимая для поддержания заданной влажности в камере, укрепленной на транспирирующем листе [115]. Здесь поддерживается баланс между потоком транспирируемой воды и потоком сухого воздуха, поэтому ошибки из-за. различий между статическими и динамическими ответами датчика и вследствие адсорбции и десорбции воды внутренними стенками камеры ограничены. Поток водяного пара, обусловленный транспирацией, равен
р Ci С* _ VC*
— г — А , где С] и Сг — концентрации водяного пара при температуре ли-
ста и воздуха соответственно; г — общее сопротивление, V — скорость потока воздуха, А — площадь листа в камере. Для изотермических условий общее сопротивление вычисляется по формуле
где h — относительная влажность, которая, как и площадь листа, заключенного в камеру (А), постоянна. Следовательно, сопротивление водяному пару в изотермических условиях является функцией только скорости входа сухого воздуха (V). Поэтому порометр можно непосредственно калибровать в единицах сопротивления.
В настоящее время равновесные порометры комбинируются с измерителями потока С02 для одновременной регистрации фотосинтеза и транспирации. Точность равновесных порометров -+• 10 %.
Диффузионные порометры с использованием газов. Принцип действия этого типа порометра основан на измерении скорости диффузии через амфиустьичную листовую пластинку газов, иных, чем водяные пары [115, 349]. Подбор газов для диффузионных порометров проводят на основе удобства учета изменения концентрации, хотя возможно их существенное влияние на состояние устьиц. Обычно используют водород, окислы азота, гелий, аргон, криптон.
Слейчером и Джарвисом [115, 122] предложен порометр для непрерывного измерения скорости диффузии закиси азота (NaO), градиент концентрации которой создается подачей газа в воздух, проходящий через один из двух компартментов газообменной камеры. Изменения концентраций N2O в воздухе с верхней и нижней сторон листа регистрируют с помощью инфракрасного газоанализатора. Сопротивление, вычисленное, исходя из потока N20 (см3-см-1-с-1) и установленной разницы концентраций (см3-см-3), включает сопротивление межклетников, устьиц с обеих сторон листа и обоих пограничных слоев. Последнее может быть уменьшено перемешиванием воздуха в камере или определено экспериментально как общее сопротивление влажной реплики (фильтровальной бумаги) в условиях транспирирующего листа. Метод может быть использован для характеристики устьичной проводимости, если сопротивление листа измеряется в условиях, когда внутреннее сопротивление и сопротивление пограничных слоев постоянны и поддаются измерению. Установленное на модельной перфорированной мембране соотношение коэффициентов диффузии водяного пара и закиси азота ?>н,о : ^n,o = 1,54 позволяет рассчитывать сопротивление потоку водяного пара.
Авторами показано, что закись азота в используемой концентрации не влияет на фотосинтетическую фиксацию С02 и транспирацию.
