Vodní režim rostlin. Regulace výměny plynů otevřeností. průduchů. Stomatální limitace rychlosti transpirace a rychlosti. Efektivita využití vody

Podobné dokumenty
Vodní režim rostlin. Regulace výměny plynů otevřeností průduchů. fotosyntézy Efektivita využití vody Globální změna klimatu Antitranspiranty

Stomatální vodivost a transpirace

Ekologie fotosyntézy

Vyjádření fotosyntézy základními rovnicemi

Fotosyntéza Ekofyziologie. Ondřej Prášil Mikrobiologický ústav AVČR Laboratoř fotosyntézy v Třeboni

FOTOSYNTÉZA. Princip, jednotlivé fáze

Vodní režim rostlin. Transpirace. Energetická bilance listu. Fickovy zákony Hraniční vrstva Kutikula Průduchy

Hořčík. Příjem, metabolismus, funkce, projevy nedostatku

FOTOSYNTÉZA. CO 2 a vody. - soubor chemických reakcí. - probíhá v rostlinách a sinicích. - zachycení a využití světelné energie

SLEDOVÁNÍ VZTAHU MEZI OBSAHEM ENZYMU RUBISCO A KONCENTRACÍ CO 2 V CHLOROPLASTU

Hořčík. Příjem, metabolismus, funkce, projevy nedostatku

FOTOSYNTÉZA. Mgr. Alena Výborná Gymnázium, SOŠ a VOŠ Ledeč nad Sázavou VY_32_INOVACE_01_1_07_BI1

Průduchy regulace příjmu CO 2

Vodní režim rostlin. Obsah vody, RWC, vodní potenciál a jeho komponenty: Adaptace, aklimace: rostliny vodní, poikilohydrické (řasy, mechy,

Meteorologické faktory transpirace

kyslík ve vodě CO 2 (vápenato-)uhličitanová rovnováha alkalita

Vodní režim rostlin. Úvod Adaptace, aklimace: rostliny vodní, poikilohydrické (řasy, mechy, lišejníky, kapradiny, vyšší rostliny) a homoiohydrické.

kyslík ve vodě CO 2 (vápenato-)uhličitanová rovnováha alkalita

14. Fyziologie rostlin - fotosyntéza, respirace

FOTOSYNTÉZA. soubor chemických reakcí,, probíhaj v rostlinách a sinicích. z CO2 a vody jediný zdroj kyslíku ku pro život na Zemi

Fyziologie rostlin - maturitní otázka z biologie (3)

Suchozemské (terestrické) ekosystémy C cyklus

Vodní režim rostlin. Transpirace. Energetická bilance listu Fickovy zákony Hraniční vrstva Kutikula Průduchy

Vylepšování fotosyntézy

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti. Fotosyntéza

Pracovní list číslo 01

LI-6400; Gazometrická stanovení fotosyntetických parametrů

Vodní režim rostlin. Vodní stres. Základní procesy ovlivněné vodním deficitem. Vznik vodního deficitu. Adaptace k suchu. Signály a jejich přenos

aneb Fluorescence chlorofylu jako indikátor stresu

Ing. Matěj Orság Vodní bilance rychle rostoucích dřevin

Síra. Deficience síry: řepka. - 0,2-0,5% SH, nedostatek při poklesu obsahu síranů pod 0,01% SH

Obsah vody v rostlinách

LI-6400; Gazometrická stanovení fotosyntetických parametrů

12-Fotosyntéza FRVŠ 1647/2012

VLIV SPEKTRÁLNÍHO SLOŽENÍ FOTOSYNTETICKY AKTIVNÍ RADIACE NA INDUKCI FOTOSYNTÉZY TERMOOPTICKÝ JEV

Minerální výživa na extrémních půdách. Půdy silně kyselé, alkalické, zasolené a s vysokou koncentrací těžkých kovů

Inovace bakalářského studijního oboru Aplikovaná chemie CZ.1.07/2.2.00/ Výpočty z chemických vzorců

Fluorescence chlorofylu

Růst dřevin v podmínkách globálnízměny klimatu

Metody řízení závlahy ve sklenících a kontejnerovnách. Tomáš Litschmann

Fotosyntéza (2/34) = fotosyntetická asimilace

IMPLEMENTACE BIOVENTINGU

Kořenový systém plodin jako adaptační opatření na sucho

FYZIOLOGIE ROSTLIN VÝŽIVA ROSTLIN 1) AUTOTROFNÍ VÝŽIVA ROSTLIN 2) HETEROTROFNÍ VÝŽIVA ROSTLIN

Vápník. Deficience vápníku: - 0,4-1,5% DW. - cytoplasmatická koncentrace vápníku velmi nízká (0,1-0,2µM)

Fyziologické metody sledování účinků stresu u rostlin.

Ekofyziologie rostlin - fotosyntetická asimilace uhlíku

05 Biogeochemické cykly

Hmotnost atomů a molekul 6 Látkové množství 11. Rozdělení směsí 16 Separační metody 20. Hustota, hmotnostní a objemový zlomek 25.

FOTOSYNTÉZA ZÁKLAD ŽIVOTA NA ZEMI

Měření množství dopadající energie světla. Fotoinhibice, fotopoškození a fotoprotekční mechanismy

LI-6400; Gazometrická stanovení fotosyntetických parametrů

Studium adaptačních změn ve fotosyntéze a transpiraci rostlin Hordeum vulgare L. při vodním stresu

OPAKOVÁNÍ VĚDNÍ OBORY, NEŽIVÁ PŘÍRODA

Měření množství dopadající energie světla. Fotoinhibice, fotopoškození a fotoprotekční mechanismy. (osvětlenost ln.m -2 = lux) Ozářenost W.

Otázky k předmětu Globální změna a lesní ekosystémy

Každá molekula kyslíku kterou právě dýcháme vznikla někdy v nějaké rostlině. Každý atom uhlíku našeho těla byl kdysi včleněn fotosyntézou do nějaké

Vodní režim rostlin. Transport vody v xylemu. Kohezní teorie. Transport půda-rostlina-atmosféra. Metody měření. Kavitace

Látky jako uhlík, dusík, kyslík a. z vnějšku a opět z něj vystupuje.

1- Úvod do fotosyntézy

Biosyntéza sacharidů 1

Sada Životní prostředí UW400 Kat. číslo Stanovení obsahu kyslíku, nasycení kyslíkem a hodnoty BSK5

CHEMICKÉ REAKCE A HMOTNOSTI A OBJEMY REAGUJÍCÍCH LÁTEK

Číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/ Ročník: 1. pro obory zakončené maturitní zkouškou

Ekosystém. tok energie toky prvků biogeochemické cykly

Jaro 2010 Kateřina Slavíčková

10. Minerální výživa rostlin na extrémních půdách

Fyziologické stránky fotosyntézy

Koloběh látek v přírodě - koloběh dusíku

KALORIMETRIE V BIOLOGICKÝCH VĚDNV. ková,, Jaroslava Martinková

Obsah Chemická reakce... 2 PL:

Chemické veličiny, vztahy mezi nimi a chemické výpočty

Fouling a biofouling membrán při provozu MBR, metody potlačení Mgr. Ing. Bc. Lukáš Dvořák, Ph.D.

Vodní prostředí. O čem to bude. Velký hydrologický cyklus v biosféře. Ze široka. Fyzikální vlastnosti vody. Chemické vlastnosti vody

umožňují enzymatické systémy živé protoplazmy, nezbytný je kyslík,

Fyziologické a anatomické přizpůsobení sazenic na stres suchem - metody studia stresu

Voda jako životní prostředí ph a CO 2

) T CO 3. z distribučních koeficientů δ a c(co 2. *) c(h + ) ) 2c(H 2. ) 2c(CO 3

LI-6400; Gazometrická stanovení fotosyntetických parametrů

Závěrečná zpráva projektu specifického výzkumu Zakázka č. 0447/2107

Fotosyntéza Světelné reakce. Ondřej Prášil Mikrobiologický ústav AVČR Laboratoř fotosyntézy v Třeboni

DÝCHÁNÍ. uložená v nich fotosyntézou, je z nich uvolňována) Rostliny tedy mohou po určitou dobu žít bez fotosyntézy

Autor: Katka Téma: fyziologie (fotosyntéza) Ročník: 1.

Fotosyntéza. Ondřej Prášil

Základy pedologie a ochrana půdy

ení k tvorbě energeticky bohatých organických sloučenin

7 Fluorescence chlorofylu in vivo

Vodní režim rostlin. Transport kapalné vody

Nejdůležitější kvalitativní parametry vody a jejich optimální nastavení

Ústřední komise Chemické olympiády. 53. ročník 2016/2017. TEST ŠKOLNÍHO KOLA kategorie D. ZADÁNÍ: 70 BODŮ časová náročnost: 120 minut

VYUŽITÍ SPALNÉ KALORIMETRIE VE VZTAHU ROSTLINA-PŮDA- ATMOSFÉRA. František Hnilička, Margita Kuklová, Helena Hniličková, Ján Kukla

1. Ekologie zabývající se studiem jednotlivých druhů se nazývá: a) synekologie b) autekologie c) demekologie

Vodní provoz rostlin. Univerzita 3. věku, Jana Albrechtová

Dýchací řetězec (Respirace)

Management lesů význam pro hydrologický cyklus a klima

Diagram Fe N a nitridy

Fotosyntéza ve dne Ch_054_Přírodní látky_fotosyntéza ve dne Autor: Ing. Mariana Mrázková

Organizmy a biogeochemické cykly hlavních prvků (C,N,P) a látek (voda) v ekosystému. (Hana Šantrůčková, Katedra biologie ekosystémů, B 361)

5. Lipidy a biomembrány

Transport živin do rostliny. Radiální a xylémový transport. Mimokořenová výživa rostlin.

Transkript:

Vodní režim rostlin Regulace výměny plynů otevřeností průduchů Stomatální limitace rychlosti transpirace a rychlosti fotosyntézy Efektivita využití vody Globální změna klimatu Antitranspiranty

Regulace výměny plynů stomatální vodivostí Limitace rychlosti transpirace (E) stomatální vodivostí (g s ): l se = (δe/e) / (δg s /g s ) l se = r s / (r a + r s + r i ) Závisí především na r a Transpirace porostu závisí na E listu a LAI Stomatální limitace transpirace obecně větší než fotosyntézy

Srovnání transportu vodní páry a oxidu uhličitého v listu

Limitace rychlosti fotosyntézy stomatální vodivostí Stomatální limitace rychlosti fotosyntézy l spn = (δp N /P N ) / (δg s /g s ) l sf = r s / (r a + r s + r i + r m ) Stomatální a nestomatální limitace fotosyntézy Měření fotosyntézy při vysoké konc. CO 2, parametrů fluorescence chlorofylu apod. Modelové stanovení

Grassi and Magnani 2005

Vodní stres a fotosyntéza Stomatální limitace fotosyntézy Nestomatální limitace fotosyntézy Snížení g m Snížení aktivity anhydrázy kys. uhličité Snížení tvorby ATP Snížení karboxylace - snížení množství a aktivity RuBPC, snížení regenerace RuBP Snížení obsahu pigmentů sníženou syntézou a vyšší rychlosti rozkladu. Car stabilnější než Chl. Význam Car a xantofylů jako obrana proti fotoinhibici. Snížení aktivit fotosystému 1 a 2 často v důsledku narušení struktury. PS 2 obvykle citlivější než PS 1 (PS 2 - degradace a pomalá obnova D1 proteinu). Indikátorem jsou změny ve fluorescenci Chl a. Photoinhibice, obranou mohou být i pohyby listů Limitace fotosyntézy hromaděním fotosyntátů při sníženém transportu Exprese genů např. rbcs, rbcl

Vliv přechodného a trvalého sucha na parametry vodního provozu a fotosyntézu cukrovky (Monti et al. 2006)

Vliv vodního deficitu na parametry fluorescence

Výpočet stomatální a nestomatální limitace rychlosti fotosyntézy ze závislosti P N na c i

Homobarické a heterobarické listy, vliv stomatal patchiness

Model optimální regulace výměny plynů Optimální otevřenost: maximální denní zisk uhlíku při minimálních ztrátách vody Model Cowan, Farquhar (1977): δe/δp N = [δe/δg s ]/[δp N /δg s ] = konst.

WUE 1 mol CO 2 na 300-500 (C 3 ), 250 (C 4 ) nebo 100 (CAM) mol vody (D H2O /D CO2 = 1.7) WUE = P N /E WUE m = ΔM/E WUE i ( intrinsic WUE) = P N /g s Při mírném stresu obvykle WUE se zvyšuje - ovlivnění E a P N pouze změnou g s, při silném vodním stresu se WUE obvykle snižuje

Vztah mezi rychlostí transpirace a fotosyntézy a jeho ovlivnění ozářeností

Metody stanovení Gazometrická měření parametrů výměny plynů Diskriminace izotopů uhlíku δ 13 C [ ] = (R vzorek /R standard -1) 1000, R = 13 C/ 12 C δ 13 C pro difúzi CO 2 v atmosféře -7.8, pro transport CO 2 rozpuštěný v cytosolu - 9,5 až -17,7, Rubisco - 23,8, PEPC - 2,03 δ Rubisco >δ PEPC, δ difuze Farquhar et al. 1989: δ 13 C P [ ] = δ 13 C a -a -(b -a) c i /c a, kde δ 13 Ca - δ 13 C ve vzduchu, δ 13 C P - δ 13 C v rostlině, a - δ 13 C spojená s difúzí CO 2 průduchy, b - δ 13 C - δ 13 C během fixace uhlíku RuBPC, c i /c a - poměr vnitřní a vnější koncentrace CO 2 δ 13 C pro C 3 rostliny -23 až -36, C 4-9 až -18, CAM -9 až -36 Δ 13 C = δ 13 C vzduch - δ 13 C list vyšší WUE (menší otevřenost průduchů, menší parciální tlak CO 2 v místech karboxylace) nižší Δ 13 C

Diskriminace uhlíku a WUE

Monti et al. 2006

Metody stanovení Diskriminace izotopů kyslíku (Barbour et al. 2002) δ 18 O [ ] = (R vzorek /R standard -1) 1000, R = 18 O/ 16 O δ 18 O e = δ 18 O s + ε* + ε k + (δ 18 O v - δ 18 O s - ε k ) e a /e i kde δ 18 O e - δ 18 O v místech výparu, δ 18 O s - δ 18 O zdroje vody, a δ 18 O v - δ 18 O ve vzduchu, ε* - snížení tenze vodní páry díky těžšímu izotopu, ε k - frakcionace při transportu hraniční vrstvou a průduchy, e a /e i - poměr koncentrace vodní páry ve vzduchu a uvnitř listu.

Sheshshayee et al. 2005

Globální změna klimatu Zvýšení koncentrace CO 2 Zvýšení teploty Častější výskyt sucha

Možné působení globální změny klimatu

Zvýšení koncentrace CO 2 1) Při krátkodobém působení zvyšuje P N 2) Při dlouhodobém působení zůstává zvýšená P N nebo dochází k aklimaci 3) E a g s se nemění nebo snižuje 4) WUE se zvyšuje 5) Spotřeba vody??

Erice et al. 2006

Antitranspiranty 1) tvořící film s omezenou propustností (např. polyvinyliden chlorid, polyvinyl chlorid, polystyren, polyetylén, polypropylén, silicon) - nebyla nalezena látka více propustná pro CO 2 než pro vodu 2) ovlivňující otevřenost průduchů (např. CO 2, ABA, octan fenylměďnatý, octan fenylrtuťnatý, kyselina jantarová, kyselina acetylsalicylová) - často finačně náročné nebo jedovaté 3) zvyšující odraz světla (např. kaolin) Vždy dochází nejen k omezení transpirace ale také fotosyntézy a růstu, proto praktické použití pouze ve speciálních případech

Časová a prostorová škála procesů spojených s průduchy