Задание 9. Определение интенсивности транспирации хлоркобальтовым методом

Надземная часть растений все время находиться в воздушной среде (за исключением водных растений). В воздухе существует дефицит упругости водяного пара, поэтому его водный потенциал низок, т. е. высока сосущая сила. У взрослых растений испарение воды происходит главным образом через устьичные щели. Но так же вода может испаряться с кутинизированной поверхности эпидермиса (кутикулярная транспирация) и с опробковевших поверхностей (перидермальная транспирация). От количества устьиц и степени их открытия зависит интенсивность транспирации.

В работе ставится задача пронаблюдать интенсивность транспирации с верхней и нижней стороны листа и связать ее с количеством устьиц на испаряющей поверхности. Хлоркобальтовый метод основан на способности фильтровальной бумажки, пропитанной хлористым кобальтом, в зависимости от влажности менять свою окраску от голубой (в абсолютно сухом состоянии) до розовой (при сильном увлажнении).

 По скорости порозовения голубой хлоркобальтовой бумажки можно судить об интенсивности транспирации листа.

Ход работы. Хлоркобальтовые бумажки подсушить над электрической плитой до равномерного голубого окрашивания, приложить к нижней и верхней сторонам листа герани и во избежание увлажнения прикрыть сверху предметным стеклом. Стекла слегка прижать пальцами или зажимом, но делать это очень осторожно, чтобы не нарушить ткани листа и не выжать на бумажку клеточный сок. Наблюдение продолжать несколько минут до тех пор, пока не будет четко заметна разница в окраске бумажки с верхней и нижней стороны листа растения. Сделать вывод об интенсивности транспирации.

В предложенной модификации метод носит качественно-количественный характер, то есть результат можно выразить словами «слабее», «сильнее». Можно также засечь время, в течение которого бумажка порозовеет до одинаковой степени, но в данном случае время – довольно субъективный показатель наблюдаемого процесса, так как зависит от внимания и терпения экспериментатора.

После наблюдения транспирации сделать подсчет устьиц на испаряющей поверхности листа. Для этого с нижней и верхней стороны листа снять эпидермис, поместить его на предметное стекло в каплю воды, закрыть покровным стеклом и посмотреть при малом увеличении микроскопа. Затем микроскоп перевести на большое увеличение (окуляр х15, объектив х40) и подсчитать количество устьиц в поле зрения микроскопа. При этом микровинтом слегка менять фокусировку, чтобы обнаружить все устьица на рассматриваемом участке. Подсчет сделать в трех – четырех полях зрения,  рассчитать среднее количество устьиц для данного препарата.

Результаты наблюдений по транспирации и числу устьиц записать в таблицу и сделать вывод об интенсивности транспирации с нижней и верхней стороны листа растения и ее зависимости от количества устьиц.

Таблица 8.

Схема записи опыта

По результатам работы сделать вывод о зависимости интенсивности транспирации от количества устьиц.

Задание 10. Определение интенсивности транспирации весовым методом

Транспирация, как и испарение, диффузионый процесс и определяется градиентом водного потенциала в системе растение-воздух.  Поэтому все факторы, влияющие на этот градиент, влияют и на общую (устьичную и кутикулярную) транспирацию в той же мере, в какой и на процесс испарения воды. Транспирация как физический процесс зависит от дефицита насыщения воздуха водяными парами, температуры, освещенности, ветра (движения воздуха), а так же величины и формы испаряющей поверхности, определяемой особенностями строения растения.

В настоящей работе ставится задача определить  интенсивность транспирации листьев в зависимости от их расположения по стеблю и связать ее с особенностями анатомического строения листа, в частности с количеством устьиц на нижнем эпидермисе и степени их открытия.

 Весовой метод основан на учете убыли массы растений за счет испарения воды. Чаще всего этим методом определяют транспирацию отдельного срезанного листа

Ход работы. Наблюдения ведутся за листьями с одного стебля растения. Каждый студент получает лист герани определенного яруса. Срезанный лист необходимо вставить черешком в отверстие в пробке. Черешок на 1-1,5 см подрезать под водой, чтобы не образовалось на конце в сосудах воздушной пробки. Только после этого пробку вставить в колбу так, чтобы черешок был погружен в воду, но вода не вытеснялась из колбы. Горлышко колбы вокруг пробки и отверстие в ней замазать вазелином для предотвращения испарения воды из колбы. Последняя с внешней стороны должна быть сухой.

Смонтированный прибор взвесить на технических весах с точностью до 0,01 г и поставить к источнику света или под струю воздуха. Через 1 час прибор снова взвесить и определить убыль в его массе, произошедшую за счет транспирации.

Чтобы рассчитать интенсивность транспирации, то есть количество воды в граммах, потерянной за 1 час одним квадратным метром поверхности листа, надо определить площадь листовой пластинки весовым методом. Для этого надо из листа бумаги вырезать квадрат в 100 см²  (10х10 см) и взвесить. После экспозиции опыта лист герани вынуть из пробки, поместить на бумажный квадрат и обвести его контуры, по которым вырезать площадь бумажки, равную площади листа растения, и также взвесить. Зная массу квадрата в 100 см² А и массу контура листа В, составить пропорцию:

100 см²   - A г

S см²  - В г, отсюда S= 100 ^. В/А см².

Интенсивность транспирации рассчитать по формуле:

I =(C*1000)/(S*t) г/ см^2//час,                                         (6)

где С – убыль массы за время опыта, г;

S – площадь листа, см²;

t - время опыта, час.

У листа, использованного в опыте по определению транспирации, сделать подсчет числа устьиц на эпидермисе нижней стороны листа.

Результаты занести в таблицу 9. Сопоставить данные всех членов группы и сделать вывод о зависимости транспирации и количества устьиц на нижней стороне листа от расположения последнего по высоте стебля.

Таблица 9.

Схема записи опыта