Определение водного дефицита растений

Лабораторная работа 17 Определение водного дефицита растений

Недостаток влаги в почве и воздухе нарушает водообмен у растений. Снижение оводненности тканей изменяет состояние биоколлоидов клетки, что приводит к повреждению тонкой структуры протопласта, существенным сдвигам в состоянии и деятельности всех ферментных систем и, как следствие, к нарушению обмена веществ растения. Уменьшение содержания воды в растении вызывает резкое падение интенсивности фотосинтеза, интенсивность дыхания возрастает, но нарушается сопряженность окисления и фосфорилирования, в результате чего сильно снижается энергетическая эффективность дыхания.

В качестве показателей напряженности водного режима растения используют водный дефицит и дефицит относительной тургесцентности ткани. В обоих случаях сравнивают содержание воды в растительной ткани с количеством ее же в той же ткани, находящейся в состоянии полного тургора.

Для полного насыщения клеток влагой листья выдерживают в воде. Общее содержание воды определяют высушиванием листьев при 100…150 °С.

В природных условиях полное насыщение листьев водой практически не наблюдается. В большинстве случаев водный дефицит у растений колеблется от 10…12 % до 30…35 %. Этот показатель хорошо коррелирует с водообеспеченностью растений и может быть использован для характеристики водного режима.

Принцип метода: недостающее до полного насыщения количество воды, выраженное в процентах от общего ее содержания при полном насыщении тканей покажет водный дефицит.

Цель работы: определить водный дефицит растений.

Ход работы: взять примерно 1 г высечек из листьев и поместить в предварительно взвешенные абсолютно сухие бюксы, закрыть и немедленно взвесить. Затем диски поместить на поверхность воды в закрытые чашки Петри и оставить для насыщения водой на 2 часа. Далее тургесцентные высечки из листьев достать, просушить снаружи фильтровальной бумагой и взвесить. Для контроля диски поместить в воду и через 30 мин повторить взвешивание. Если масса ткани не изменится, значит, она полностью тургесцентная, т. е. полностью насыщена водой. После этого определить массу абсолютно сухой ткани.

Относительная тургесцентность — величина, показывающая, какую долю в процентах составляет наличное количество воды от ее содержания, обеспечивающего полный тургор.

На основании полученных данных вычисляют водный дефицит растений:

d (%) = 100(b – a)/(b – c), (7)

где a — масса бюкса с растительной пробой до насыщения, г;

b — масса бюкса с растительной пробой после насыщения, г;

с — масса бюкса с высушенной пробой до абсолютно сухого веса, г.

Результаты опыта записать в виде табл. 11.

Источник

Задание 11. Определение степени открытия устьиц методом инфильтрации

Органические жидкости обладают различной способностью смачивать клеточные стенки и проникать в устьичные щели листа. Это явление называется инфильтрацией. Прошедшая через устьичные щели жидкость вытесняет воздух из межклетников, вызывая изменение окраски инфильтрованного участка: в отраженном свете он кажется более темным, в проходящем – прозрачным.

В работе используются три жидкости: спирт, проникающий только в сильно раскрытые устьица, ксилол – в средне открытые, бензин – в слабо открытые. Наблюдая проникновение этих жидкостей в ткани листа, можно сделать вывод о степени раскрытия устьиц.

Если при проникновении спирта в лист пройдут и ксилол, и бензин, значит, устьица открыты сильно. Если степень раскрытия устьиц средняя, то проникнут ксилол и бензин. При инфильтрации только бензина устьица открыты слабо.

Ход работы. На участки нижней стороны листа, отделенные между собой жилками, стеклянной палочкой или пипеткой нанести три жидкости: спирт, ксилол, бензин. Если капля жидкости исчезает, но цвет листа не меняется, значит, жидкость просто испарилась. Изменение окраски на месте нанесения капли реактива свидетельствует об инфильтрации жидкости. Результаты наблюдений написать в таблицу, на основании их сделать вывод о степени раскрытия устьиц у использованного в опыте листа.

Сделать вывод о степени открытия устьиц исследуемого растения. Задание 12. Определение водного дефицита растений

Недостаток влаги в почве и воздухе нарушает водообмен у растений. Снижение оводненности тканей изменяет состояние биоколлоидов клетки, что приводит к повреждению тонкой структуры протопласта, существенным сдвигам в состоянии и деятельности всех ферментных систем и, как следствие, к нарушению обмена веществ растения. Уменьшение содержания воды в растении вызывает резкое падение интенсивности фотосинтеза, интенсивность дыхания возрастает, но нарушается сопряженность окисления и фосфорелирования, в результате чего сильно снижается энергетическая эффективность дыхания.

В качестве показателей напряженности водного режима растения используют водный дефицит и дефицит относительной тургесцентности ткани. В обоих случаях сравнивают содержание воды в растительной ткани с количеством ее же в той же ткани, находящейся в состоянии полной тургора.

Для полного насыщения клеток влагой листья выдерживают в воде или увлажненной атмосфере. Общее содержание воды определяют высушиванием листьев при 100-150 о С.

Под водным дефицитом понимают недостающее до полного насыщения клеток количество воды, выраженное в процентах от общего ее содержания при полном насыщении тканей.

В природных условиях полное насыщение листьев водой практически не наблюдается. В большинстве случаев водный дефицит у растений колеблется от 10-12 до 30-35 %. Этот показатель хорошо коррелирует с водообеспеченностью растений и может быть использован для характеристики водного режима.

Ход работы. Взять примерно 1 г высечек из листьев и поместить в предварительно взвешенные абсолютно сухие бюксы, закрыть и немедленно взвесить. Затем диски поместить на поверхность воды в закрытые чашки Петри и оставить для насыщения водой на 2 часа. Далее тургесцентные высечки из листьев достать, просушить снаружи фильтровальной бумагой и взвесить. Для контроля диски поместить в воду и через 30 минут взвесить снова. Если масса ткани не изменится, значит, она полностью тургесцентная, т.е. полностью насыщена водой. После этого определить массу абсолютно сухой ткани.

Относительная тургесцентность – величина, показывающая, какую долю в процентах составляет наличное количество воды от ее содержания, обеспечивающего полный тургор.

На основании полученных данных вычисляют водный дефицит растений.

d=100*(b—a)/(b—c) (7)

где: a — масса бюкса с растительной пробой до насыщения;

b— масса бюкса с растительной пробой после насыщения;

с – масса бюкса с высушенной пробой до абсолютно сухого веса.

Результаты опыта записать в виде таблицы11.

Определение водообеспеченности растений

Масса тургесцентной ткани, г

Масса абсолютно сухой ткани, г

Количество воды, насыщающей листья, г

Источник

16 Водный баланс и водный дефицит раст. Завядание растений.

Растение постоянно поглощает воду и так же постоянно ее расходует. Соотношение поглощения и расходования воды называется водным балансом. Он имеет различные формы: Уравновешенным водным балансом называется состояние, когда приход и расход воды количественно близки, а содержание ее в растении постоянно. Он создается при благоприятных для растения условиях — в умеренно влажные и теплые дни при влажной почве. Неуравновешенный водный баланс характеризуется состоянием, когда приход и расход воды не равны. Обычно преобладает расход влаги и содержание воды изменяется в сторону уменьшения. Это наблюдается при неблагоприятных для растения условиях — в жаркую сухую погоду и при сухой почве, когда в растениях образуется недостаток воды, или водный дефицит. Водный баланс растения имеет внешнюю и внутреннюю регулировку. Внешняя — это изменение условий увлажнения. При достаточном количестве воды в среде обитания (в почве) водный баланс будет уравновешенным, а при недостаточном — неуравновешенным. Внутренняя физиологическая регулировка заключается в изменении содержания воды при перемене физиол. состояния растения. Примером этого может служить колебание тургора сочленений листа и выброс воды у мимозы при раздражении, что является результатом деятельности сократительных белков.

Водный дефицит и завядание растений

При нормальном водоснабжении утром растения находятся в состоянии полного насыщения водой, или полного тургора. По мере усиления транспирации вода даже при влажной почве не успевает поступать в растение, и содержание ее падает. Возникает водный дефицит, т. е. недостаток воды в растении. В предвечернее время, когда транспирация уменьшается, содержание воды в растении вновь увеличивается и водный дефицит исчезает. Такой водный дефицит, продолжающийся в растении в течение нескольких дневных часов, называется полуденным. Он не оказывает вреда, если не превышает 20 %. Если же погода очень жаркая, а транспирация сильная, водный дефицит может возрасти до 30 — 50 %, что для растений уже вредно. При таком водном дефиците останавливается рост, замедляется фотосинтез и накопление орг. в-в в урожае не происходит. При недостатке воды в почве (почвенная засуха) ее содержание в растении к следующему утру не восстанавливается, так как растению ее негде взять. Уже через сутки в растении обнаруживается некоторый водный дефицит, к-ый может увеличиваться день ото дня и наблюдается до тех пор, пока в почву не поступит вода. Такой дефицит называют остаточным. Он часто приводит растение к повреждению или гибели. При недостатке воды клетки растения могут перейти в состояние плазмолиза. Это явление носит название за-вядания. Завядание бывает временным — при очень сильном полуденном водном дефиците, когда оно продолжается несколько часов и затем проходит. Но при остаточном водном дефиците отмечается длительное завядание, которое продолжается в течение нескольких дней. Степень завядания зависит от величины водного дефицита. У светолюбивых растений завядание происходит при водном дефиците, равном 30 %, а тенелюбивые завядают уже при потере воды в 3 %. Основной причиной этих различий служат особенности анатомического строения тех и других растений. Так, светолюбивые имеют мелкие клетки с толстыми оболочками; у них хорошо развиты механические ткани. Эти особенности позволяют поддерживать расположение в пространстве даже при значительной потере воды. У тенелюбивых растений противоположные черты анатомического строения, поэтому при незначительной потере воды их органы завядают.

Источник

Тема 9 Определение водного дефицита растений

Недостаток влаги в почве и воздухе нарушает водообмен растений. Снижение оводненности тканей изменяет состояние биоколлоидов клетки, что приводит к повреждению тонкой структуры протопласта, существенным сдвигам в состоянии и деятельности всех ферментных систем и, как следствие, к нарушению обмена веществ. Уменьшение содержания воды в растении вызывает резкое падение продуктивности фотосинтеза; интенсивность дыхания возрастает, но нарушается сопряженность окисления и фосфорилирования, в результате чего сильно снижается энергетическая эффективность дыхания.

Показателями напряженности водного режима растений служат водный дефицит и дефицит относительной тургесцентности ткани. В обоих случаях содержание воды в растительной ткани сравнивают с количеством ее в той же ткани, находящейся в состоянии полного тургора.

Для полного насыщения клеток влагой листья выдерживают в воде или увлажненной атмосфере. Общее содержание воды определяют высушиванием листьев при температуре 100-105 о С.

Под водным дефицитом понимают недостающее до полного насыщения клеток количество воды, выраженное в процентах общего ее содержания при полном насыщении ткани.

В природных условиях полное насыщение листьев водой практически не наблюдается. В большинстве случаев водный дефицит у растений колеблется от 10 до 35%. Этот показатель хорошо коррелирует с водообеспеченностью растений и может быть использован для характеристики водного режима.

Берут растения подсолнечника или кукурузы, выращенные на почвах с неодинаковой влажностью.

Сверлом диаметром 8 мм делают 20 высечек листа, стараясь не попадать на крупные жилки. Диски взвешивают на аналитических весах, помещают на поверхность воды в закрытые чашки Петри и оставляют для насыщения ткани водой на 2 ч. Тургесцентные высечки из листьев промакают снаружи фильтровальной бумагой и взвешивают. Для контроля диски вновь помещают в воду и через 30 мин взвешивание повторяют.

Если масса ткани не изменилась, значит, она полностью насыщена водой. После определения массы ткани, полностью насыщенной водой, определяют массу абсолютно сухой ткани. На основании полученных данных вычисляют показатели водообеспеченности растений.

Водный дефецит ₌ (кол-во воды, насыщающее орган) – (исходное содержание воды) *100 кол-во воды, насыщающее орган

1 Как объяснить набухание в воде маслянистых семян (подсолнечника, клещевины и др.) несмотря на то, что жиры обладают гидрофобными свойствами?

2 Почему корни слабо поглощают воду из холодных почв?

3 Чем объясняется уменьшение интенсивности всасывания воды корнями при зотоплении почвы?

4 Почему К.А.Тимирязев называл транспирацию «неизбежным злом»?

5 Происходит ли транспирация при закрытых устьицах и у безлистых побегов?

Источник