Способ определения устьичного сопротивления листьев растений

 

Изобретение относится к сельскохозяйственному и биологическому приборостроению и предназначено для контроля физиологического состояния растений в частности диффузионного сопротивления устьиц листьев растений. Цель изобретения повышение точности и снижение трудоемкости Для этого лист помещают в камеру с прокачиваемым воздухом и при постоянной влажности воздуха в камере, поддерживаемой устройством, производят отсчеты температуры листа и эвапориметра Затем изменяют влажность воздуха в камере и производят отсчеты установившихся значений температур листа и эвапориметра. После этого рассчитывают приращение температур листа и эвапориметра и определяют устьичное сопротивление по формуле Rs К (АТэ/АТл - 1), где ДТЭ относительное приращение температуры эвапориметра; АТЛ - относительное приращение температуры листа К - полуэмпирическая постоянная 2 ил

СОЮЗ СОВЕ гСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 А 01 G 7/00

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ(- :-: .;-; -;;. ;

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УСТЬИЧНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ЛИСТЬЕВ РАСТЕНИЙ (57) Изобретение относится к сельскохозяйственному и биологическому приборостроению и предназначено для контроля физиологического состояния растений, в частности диффузионного сопротивления устьиц листьев растений. Цель изобретения— противление по формуле ()

:О фь

О

) R, Ê ( (21) 4684960/13 (22) 24.02.89 (46) 07,04,91. Бюл. ¹ 13 (71) Центр автоматизации научных исследований и метрологии АН МССР (72) Ю.Д.Тон и Э.И.Клейман (53) 581.116(088.8) (56) Photosynthetica, 1971, ¹ 5, р.55-60.

Изобретение относится к сельскохозяйственному и биологическому приборостроению и предназначено для контроля физиологического состояния растений, в частности диффузионного сопротивления устьиц листьев, Целью изобретения является повышение точности и снижение трудоемкости способа.

На фиг.1 и 2 даны схемы осуществления предлагаемого способа.

Способ заключается в том, что при одном постоянном значении влажности воздуха производят отсчеты температуры листа и эвапориметра, устанавливают новое постоянное значение влажности воздуха, производят отсчеты установившихся значений температуры листа и эвапориметра, рассчи„„ Ц„„1639497 А1 повышение точности и снижение трудоемкости. Для этого лист помещают в камеру с прокачиваемым воздухом и при постоянной влажности воздуха в камере, поддерживаемой устройством, производят отсчеты температуры листа и эвапориметра. Затем изменяют влажность воздуха в камере и производят отсчеты установившихся значений температур листа и эвапориметра. После этого рассчитывают приращение температур листа и эвапориметра и определяют устьичное сопротивление по формуле

Rq K (ЛТэ/ЛТл -- 1), где ЛТ, — относительное приращение температуры эвапориметра; ЛТл — относительное приращение температуры листа; К вЂ” полуэмпирическая постоянная. 2 ил. тывают приращения температур листа и — а эвапориметра, определяют устьичное со 6 где ЛТ, — приращение температуры эвапори метра;

ЛT — приращение температуры листа;

К вЂ” полуэмпирическая постоянная, зависящая от конструкции камеры и температуры воздуха.

Сущность предложенного способа заключается в том, что лист 1 исследуемого растения помещают в камеру 2, выполненную из прозрачного материала (что предотвращает световую реакцию устьиц). Через

1639497 = ()т.;

50 камеру 2 с постоянным расходом прокачи.вается воздух. Величина расхода подбирается такой, чтобы обеспечить скорость движения воздуха в камере, близкую к естественной, обычно в пределах 0,1-0,5 м/с. С помощью устройства 3 поддерживают постоянную влажность воздуха в камере 1. Ее начальное значение обычно соответствует влажности окружающего воздуха и не лимитируется.

Затем производят отсчеты значений температур листа 1 и эвапориметра 4. После этого с помощью устройства 3 изменяют влажность поступающего в камеру воздуха.

Величина этого изменения определяется из следующих соображений. Для повышения наблюдаемой реакции листа и эвапориметра следует стремиться к максимально возможному изменению влажности. Однако в некоторых, достаточно редких случаях значительное изменение влажности воздуха может вызвать устьичную реакцию. Поэтому следует ограничиваться изменениями, составляющими 20 — 30% относительной влажности. При этом направление изменения (повышение или понижение) значения не имеет. После установления нового температурного режима листа и эвапориметра вновь производятся отсчеты их температур.

Затем вычисляются приращения температур как разность значений, полученных при различной влажности воздуха, Приращения подставляются в расчетную формулу и вычисляется искомое значение устьичного сопротивления, Величина полуэмпирической постоянной К, входящей в расчетную формулу, определяется следующим выражением: к = R. (1 - — ), где Ra — ди Фузионное сопротивление прилистного погр,1ничного слоя воздуха;

L — удельная теплота парообразования;

С вЂ” концентрация насыщенного водяного парэ пр температуре воздуха TB, a — коэффициент конвективной теплоотдачи.

Значение внутрискобочной части выражения зависит только от температуры воздуха и может быть достаточно точно рассчитано. Значение R> определяется, главным образом, конструкцией камеры и скоростью движения воздуха в ней. Поэтому ее целесообразно оценивать экспериментально, Пример 1. Лист 1 исследуемого растения помещают в камеру 2 устройства (фиг.2), Насос 2 прокачивает воздух через камеру 2 с постоянным расходом. На этом

5 этапе воздух с помощью вентиля 6 направляют по байпасному каналу 7 в обход термостата 8. При этом влажность на входе в камеру 2 равна влажности окружающего воздуха, которая составляла 70% относи10 тельной влажности.

Отсчеты показаний термопар, рабочие спаи которых прикреплены к листу и эвапориметру 4, составили: для термопары 9 (лист, — плюс 20 мкВ; для термопары 10

15 (эвапориметр) — минус 5 мкВ.

На следующем этапе вентилем 6 поток воздуха направляют через барботер 11, температура в котором на 10 С ниже окружающей, равной 20 С, При этом влажность

20 воздуха на входе в камеру 2 35%, а показания термопар следующие; для термопары

9 (лист) — минус 18 мкВ; для термопары 10 (эвапориметр) — минус 110 мкВ, Относительные приращения показаний

25 термопар составили: для термопары 9 (лист)—

38 мкВ; для термопары 10 (эвапориметр)—

105 мкВ.

Подстановка в расчетную формулу дала значение устьичного сопротивления Rs =

30 =450 с/м, В формулу подставлена постоянная К для данного прибора при 20 С, равная

256 с/м. Она была определена заранее при калибровке прибора следующим образом, 35 При прокачке воздуха через камеру влажность С на входе 9,2 10 кг/м . Тем-з з пература эвапориметра 20 С. По формуле

Магнуса было рассчитано значение С, равное 17,4 10 кгlм . 3a 1 ч с эвапориметра

-з з

40 испарилось 0,39 мл воды, т.е, интенсивность эвапорации 1,09 10 кг/с. Площадь испаряющей поверхности эвапориметра 10 см

2 или 10 З м2. Тогда R =75 с/м.

45 Коэффициент К составил К= 256 с/м

Пример 2. Измерения проводят в условиях примера 1 с одним отличием: температура в барботере 11 равна температуре окружающего воздуха, т.е. 20 С.

При начальной влажности воздуха 70% получены следующие отсчеты: для термопар

9 (лист) — плюс 20 мкВ; для термопар 10 (эвапориметр) — минус 5 мкВ.

При подключении барботера влажность на входе в камеру составила 100%. Получены следующие отсчеты; для термопары 9 (лист) — плюс 31 мкВ; для термопары 10 (эвапориметр) — плюс 25 мкВ, 1639497

1 2 7

Относительные приращения составили: для термопары 9 (лист) — 11 мкВ; для термопары 10 (эвапориметр) — 30 мкВ.

Расчет по формуле дал значение устьичного сопротивления Rs = 440 с/м.

Предлагаемый способ определения устьичного сопротивления значительно более прост по сравнению с известным, включает минимальное число измерений абсолютных величин и обеспечивает более высокую точность, Способ приобретает особенно значительные преимущества при исследованиях растений в установках искусственного климата (УИК) и фитокамерах, так как они снабжены необходимыми для его осуществления устройствами кондиционирования воздуха. В этом случае для получения воэможности измерения устьичного сопротивления достаточно разместить на листьях исследуемых растений датчики температуры. а в рабочем объеме УИК вЂ” эвапориметр, Далее в ходе биологического эксперимента периодически производят ступенчатое изменение влажности воздуха, регистрируют наблюдаемые отклонения температуры листьев и эвапориметра и затем рассчитывают устьичное сопротивление каждого листа. Способ дает возможность оценки устьичного сопротивления одновременно для большого числа листьев, что выгодно отличает его от всех известных, 5 Формула изобретения

Способ определения устьичного сопротивления листьев растений, включающий помещение листа в камеру, прокачивание через последнюю воздуха и измерение тем10 пературы листа и эвапориметра, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения точности и снижения трудоемкости способа, измерение температуры листа и эвапориметра проводят при постоянной влажности воз15 духа, затем изменяют влажность воздуха в камере и повторно измеряют температуру листа и эвапориметра, рассчитывают приращение температуры листа и эвапориметра. а устьичное Rs сопротивление рассчитывают по

20 формуле

25 где ATЭ вЂ” приращение температуры эвапори метра;

ЛТд — приращенеие температуры листа;

К вЂ” полуэмпирическая постоянная.

1639497

Составитель Е.Шкрадек

Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор А.Обручар

Редактор Л.Гратилло

Заказ 970 Тираж 398 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г Уж ород, ул,Гагарина, 101