Кроме того, продолжительность опыта зависит от характера газообмена испытуемого материала; срезка дышит интенсивно, в то время как, например, семена имеют очень низкую интенсивность дыхания и необходимо большее время, для того чтобы в колене манометра произошло падение давления, поддающееся четкой и точной визуальной оценке. Величина этого перепада давлений зависит и от количества материала в измеряемом сосуде, его наполненности.
Для получения достоверных результатов необходимо также, чтобы скорость поглощения углекислого газа поглотителем была существенно больше скорости его выделения исследуемым объектом. Последнее условие обычно выполняется, если взять достаточное количество аскарита и равномерно распределить его в соответствующей емкости.
ИЗМЕРЕНИЕ ВОДНОГО ПОТЕНЦИАЛА И ТРАНСПИРАЦИИ СРЕЗАННЫХ ЦВЕТОВ
Декоративные качества срезанных цветов во многом определяются состоянием их лепестков, а в некоторых случаях — листьев. Внешний вид как лепестков, так и листьев зависит от тургора в них, создание которого определяется водным потенциалом соответствующих растительных тканей, где запасы воды сосредоточены в основном в вакуолях. Вакуоль содержит значительное количество растворенных веществ, молекулы их ослабляют связь между молекулами воды, притягивая их к себе и уменьшая суммарный водный поток из клетки наружу. Концентрация растворенных в клетке веществ служит определенной мерой максимальной способности клетки поглощать воду, причем способность воды диффундировать, испаряться или поглощаться характеризуется водным потенциалом. Условно за нулевой потенциал принимают потенциал чистой воды при стандартных температурах и давлении и измеряют разность энергии молекул воды, находящихся в разных условиях. Чем ниже энергия молекул воды, тем ниже соответствующий водный потенциал. Поскольку нулевой потенциал имеет чистая вода, то с увеличением концентрации растворенных веществ потенциал снижается, становясь все более отрицательным. Молекулы воды перемещаются в направлении от более высокого к более низкому потенциалу, чем и объясняются осмотические явления водного режима растений. В водном потенциале выделяют составляющую, которую характеризует только присутствие растворенного вещества — так называемый осмотический потенциал. Он связан линейной зависимостью с концентрацией растворенного вещества. Моляльный раствор, содержащий 1 моль (грамм-молекулу) некоторого недиссоциируемого вещества (например, сахарозы), обладает остомотическим потенциалом 22,7 бар. Менее концентрированные растворы отличаются и меньшими значениями отрицательного потенциала. В любой момент времени водный потенциал клетки определяется разностью потенциалов давления (со стороны стенок) и осмотического потенциала. В дистиллированной воде клетка поглощает воду до тех пор, пока потенциалы давления и осмотический не сравняются.
Зная величину водного потенциала данной клетки, можно судить о том, как она будет вести себя по отношению к тому или иному раствору: поглощать из него воду или отдавать ее. На этом основан метод определения водного потенциала клетки путем погружения ее в ряд растворов сахарозы с постепенно возрастающей концентрацией. Водный потенциал того раствора, в котором не происходит изменения объема (или массы) клеток, будет равен величине клеточного потенциала.
Для быстрого определения водного потенциала срезки цветов, побегов, листьев или лепестков используют так называемую бомбу для измерения отрицательного давления (Гэлстон, 1983). При перерезке цветоноса или стебля натяжение воды в ксилеме устраняется и водный потенциал ксилемы, содержащий почти чистую воду (концентрация растворенных веществ невелика), падает практически до нуля. Клетки цветоноса, находившиеся в равновесии с ксилемой, поглощают дополнительное количество воды. За счет происходящего всасывания раствор, заполняющий сосуды ксилемы, несколько втягивается внутрь, отступая от краев среза.
Побег или цветонос помещают в толстостенный контейнер — бомбу, закрепляя его так, чтобы место срезки находилось снаружи и было доступно наблюдению (рис. 35). К бомбе присоединяют баллон со сжатым газом (обычно азотом) и постепенно повышают давление внутри нее, наблюдая за местом среза. Это внешнее давление вызывает увеличение потенциала давления клеток побега, приводящее к выдавливанию поглощенной воды назад в ксилему. Следя за этим процессом, отмечают момент, когда раствор, заполняющий сосуды ксилемы, появится на поверхности среза. Давление внутри бомбы в этот момент равно по величине, но противоположно по знаку давлению в ксилеме до перерезки стебля. Если бы сосуды ксилемы были заполнены абсолютно чистой водой, то измеренное давление точно соответствовало бы величине водного потенциала, но ксилемный сок содержит растворенные соли, концентрация которых, впрочем, невелика, в связи с чем невелика и соответствующая поправка.
Читать дальше