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

Podobné dokumenty
KALORIMETRIE V BIOLOGICKÝCH VĚDNV. ková,, Jaroslava Martinková

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

Co je to ekosystém? Ekosystém. Fungování Hranice Autoregulační mechanismy Stabilizační mechanismy Biogeocenóza. Otevřený systém.

Co je to ekosystém? Ekosystém. Fungování Hranice Autoregulační mechanismy Stabilizační mechanismy Biogeocenóza. Otevřený systém.

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

Jednotlivé tektonické desky, které tvoří litosférický obal Země

Energetika ekosystémů

Podmínky působící na organismy: abiotické - vlivy neživé části prostředí na organismus biotické - vlivy ostatních živých organismů na život jedince, m

Ekosystém. tok energie toky prvků biogeochemické cykly

Tento výukový materiál vznikl za přispění Evropské unie, státního rozpočtu ČR a Středočeského kraje Mgr.Petra Siřínková

Pozor na chybné definice!

DEKOMPOZICE, CYKLY LÁTEK, TOKY ENERGIÍ

Fotosyntéza (2/34) = fotosyntetická asimilace

Otázky k předmětu Globální změna a lesní ekosystémy

Ekosystémy. Ekosystém je soubor organismů žijících na určitém

CZ.1.07/1.5.00/

Ekologie a její obory, vztahy mezi organismy a prostředím

OPAKOVÁNÍ VĚDNÍ OBORY, NEŽIVÁ PŘÍRODA

HLAVNÍ PROBLÉMY V ŽIVOTNÍM PROSTŘEDÍ

CZ.1.07/1.5.00/

EKOLOGICKÉ PRINCIPY A ZÁKONITOSTI

Organismy a biogeochemické cykly. látek (voda) v ekosystému. (Hana Šantrůčková, Katedra biologie ekosystémů, B 361)

Učební osnovy pracovní

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

ANOTACE nově vytvořených/inovovaných materiálů

OPAKOVÁNÍ SLUNEČNÍ SOUSTAVY

CZ.1.07/1.5.00/ Digitální učební materiály III/ 2- Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT

VESMÍR. za počátek vesmíru považujeme velký třesk před 13,7 miliardami let. dochází k obrovskému uvolnění energie, která se rozpíná

Ing. Pavel Hrzina, Ph.D. - Laboratoř diagnostiky fotovoltaických systémů Katedra elektrotechnologie K13113

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

Sluneční energie. Základní energie - celkové množství přiváděné k Zemi cca 1350 W.m % se odrazí do kosmického prostoru 15 % pohlceno atmosférou

Zoologie, živočichové a prostředí

Základy biologie a ekologie VZNIK A VÝVOJ ŽIVOTA

Koloběh látek v přírodě - koloběh dusíku

05 Biogeochemické cykly

2.2. Základní biogeochemické pochody. Ing. Petr Stloukal Ústav ochrany životního prostředí Fakulta technologická Univerzita Tomáše Bati Zlín

BIOLOGIE OCEÁNŮ A MOŘÍ

Dekompozice, cykly látek, toky energií

STŘEDNÍ ODBORNÁ ŠKOLA a STŘEDNÍ ODBORNÉ UČILIŠTĚ, Česká Lípa, 28. října 2707, příspěvková organizace

ČLOVĚK A PŘÍRODA, PŘÍRODNÍ PODMÍNKY

Struktura krajiny. NOK, přednáška

Ostrov Vilm 5. KOLOBĚH HMOTY. Sedimentace. sedimentace. eroze. Půdní eroze. zaniklý záliv 5.1 ZÁKLADNÍPOJMY KOLOBĚHU HMOTY.

Jiří Schlaghamerský: Pedobiologie jaro 2012

Inovace výuky prostřednictvím šablon pro SŠ

1. Ekologie zabývající se studiem společenstev se nazývá a) autekologie b) demekologie c) synekologie

Genetika, vývoj Země, člověk a prostředí. 1,5 hodina týdně; půlená hodina u laboratorních prací (polovina třídy) Dataprojektor, laboratorní technika

Planeta Země je obklopena vrstvou plynu/vzduchu, kterou označujeme odborným výrazem ATMOSFÉRA.

ACADEMIA MERCURII soukromá střední škola, s.r.o., ŠVP Ekonomické lyceum Učební osnovy: Geografie

Vyjádření fotosyntézy základními rovnicemi

Toky energie v ekosystémech a evapotranspirace. Jakub Brom LAE ZF JU a ENKI o.p.s.

Střední škola obchodu, řemesel a služeb Žamberk. Výukový materiál zpracovaný v rámci projektu EU Peníze SŠ

STAVBA ZEMĚ. Mechanismus endogenních pochodů

Šablona č ZEMĚPIS. Výstupní test ze zeměpisu

METABOLISMUS SACHARIDŮ

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

CHEMIE ŽIVOTNÍHO PROSTŘEDÍ I. (06) Biogeochemické cykly

Zkoumání přírody. Myšlení a způsob života lidí vyšší nervová činnost odlišnosti člověka od ostatních organismů

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

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

Střední škola obchodu, řemesel a služeb Žamberk

Jaro 2010 Kateřina Slavíčková

Tento výukový materiál vznikl za přispění Evropské unie, státního rozpočtu ČR a Středočeského kraje Mgr.

CZ.1.07/1.5.00/

C1200 Úvod do studia biochemie 4.2 Velké cykly prvků. OpVK CZ.1.07/2.2.00/

35. Pedosféra Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky

SSOS_ZE_1.13 Základy ekologie, prezentace

Vzdělávací oblast: Člověk a příroda Vyučovací předmět: Přírodopis Ročník: 9. Průřezová témata,

Úvod k pracovním listům FOTOSYNTÉZA

Kořenový systém plodin jako adaptační opatření na sucho

Úvod do Ekologie lesa. Obsah. Obsah a cíle predmetu

Zkoumá: Obory ekologie:

KYSLÍKOVÉ DEFICITY - PROJEV NESTABILITY RYBNIČNÍHO EKOSYSTÉMU? Ing. Ivana Beděrková Ing. Zdeňka Benedová doc. RNDr. Libor Pechar, CSc.


Střední průmyslová škola a Vyšší odborná škola technická Brno, Sokolská 1

Jak funguje zdravá krajina? Prof. RNDr. Hana Čížková, CSc.

Základní škola a mateřská škola Drnholec, okres Břeclav, příspěvková organizace CZ.1.07/1.4.00/

Slunce # Energie budoucnosti

PRODUCENTI, KONZUMENTI, ROZKLADAČI aneb koloběh energie a živin v přírodě pracovní list

3.1 Základní přírodní zdroje země. Ing. Petr Stloukal Ústav ochrany životního prostředí Fakulta technologická Univerzita Tomáše Bati Zlín

Projevy života. přijímání potravy dýchání vylučování růst pohyb dráždivost rozmnožování dědičnost

2) Povětrnostní činitelé studují se v ovzduší atmosféře (je to..) Meteorologie je to věda... Počasí. Meteorologické prvky. Zjišťují se měřením.

PRIMÁRNÍ PRODUKCE. CO 2 + H 2 A světlo, fotosyntetický pigment (CH 2 O) + H 2 O + 2A

PROBLÉMY ŽIVOTNÍHO PROSTŘEDÍ EKOSYSTÉMY

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

Pracovní list č. 3 téma: Povětrnostní a klimatičtí činitelé část 2

Ekologie II 3. Energie v ekosystémech a společenstvech

ZEMĚ -vznik a vývoj -stavba -vnitřní uspořádání. NEROSTY A HORNINY Mineralogie-nerost -hornina -krystal

EU PENÍZE ŠKOLÁM NÁZEV PROJEKTU : MÁME RÁDI TECHNIKU REGISTRAČNÍ ČÍSLO PROJEKTU :CZ.1.07/1.4.00/

Uhlík v biomase horské louky sečené, mulčované a ponechané ladem

Učební osnovy vyučovacího předmětu přírodopis se doplňují: 2. stupeň Ročník: devátý. Tematické okruhy průřezového tématu

Fyziologie rostlin - maturitní otázka z biologie (3)

Ekosystém II. Koloběh hmoty: uhlík, dusík, fosfor. Člověk a biosféra

Každý ekosystém se skládá ze čtyř tzv. funkčních složek: biotopu, producentů, konzumentů a dekompozitorů:

POTRAVNÍ VZTAHY MEZI ORGANIZMY

Název zkoušky Zkouška je: Forma Počet témat. Praxe povinná praktická zkouška 10. Chov zvířat povinná ústní zkouška 25

Atraktivní biologie PRODUCENTI. biotické faktory DESTRUENTI ENTI KONZUMENTI

Zemské systémy a cykly

UNIVERZITA PALACKÉHO V OLOMOUCI

Voda jako životní prostředí ph a CO 2

Transkript:

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

Úvod Historie spalné kalorimetrie, Využití spalné kalorimetrie v biologii: a) tok energie atmosféra Země, b) tok energie v půdě, c) energie v rostlině, d) tok energie v ekosystémech.

ZAKLADATELÉ NOVODOBÉ KALORIMETRIE Joseph Black Antoine Lavoisier Marcellin Berthelot (1728-1799) (1743-1794) (1827-1907)

TOK ENERGIE V EKOSYSTÉMU

KOLOBĚH LÁTEK A ENERGIE V EKOSYSTÉMU Schéma koloběhu látek

ATMOSFÉRA SLUNEČNÍ ZÁŘENÍ

ENERGETICKÁ BILANCE Život zde na Zemi je napájený slunečními články. Téměř každá elektrická, a mechanická energie na níž závisí život závisí na trvalém toku energie ze slunce. Nezměrné množství sluneční energie-odhadované 13 x 10 23 kalorií ročně obohacuje Zemi. Asi 30 % sluneční energie je okamžitě odraženo zpět do prostoru jako světlo, podobně jako se světlo odráží od měsíce. Asi 20 % procent je absorbováno zemskou atmosférou. Zbývajících 50 % procent je pohlceno Zemí samotnou sebe a převedeno na teplo.

SKLENÍKOVÝ EFEKT Vliv skleníkového efektu na využití slunečního záření

Solární energie SLUNEČNÍ ZÁŘENÍ

TOK SLUNEČNÍHO ZÁŘENÍ Oslabování dopadajícího slunečního záření v různých typech ekosystémů.

BILANCE ZÁŘENÍ Bilance záření a teplota vzduchu smrkového porostu

TOK ENERGIE V EKOSYSTÉMU Efektivita využití záření (RUE) RUE= přírůstek biomasy / zachycená FAR Ekologická účinnost Ekologická účinnost = (energie biomasy x 100) energie záření

PŮDA

ZÁKLADNÍ POJMY Litosféra je pevný obal Země tvořený zemskou kůrou a nejsvrchnějšími vrstvami zemského pláště. Její tloušťka se pohybuje obvykle v rozpětí 70-100 km, extrémní hodnoty představují zhruba 2 km, kterých dosahuje na oceánské kůře, a 150 km, kterých dosahuje pod masívy horstev. Skládá se ze 7 velkých desek a 12 menších. Pedosféra je půdní obal Země, který vznikl (zvětráváním) přeměnou svrchní části zemské kůry působením organismů, vzduchu, vody a slunečního záření. Pedosféra leží na styku s litosférou, kryosférou, atmosférou, hydrosférou, biosférou a sociekonomickou sférou, tyto geosféry podmiňují v pedosféře pochody vedoucí k její vertikální a horizontální diferenciaci. Půda je výřez pedosférou od svrchní části až po mateční horninu.

Tok energie Schéma toku energie půda - atmosféra

Schéma koloběhu uhlíku Koloběh uhlíku

Rozklad složitých C - látek Schéma rozkladu škrobu a celulózy

Schéma koloběhu N Koloběh dusíku

Schéma koloběhu P Koloběh fosforu

ROSTLINA

Využití spalné kalorimetrie v biologii - stanovení rychlosti fotosyntézy, - transport asimilátů v rostlině, - produkční fyziologie rostlin, - koloběh energie v ekosystémech, - stresová fyziologie rostlin.

Rostliny v ekosystému Ellenberg (1973) definuje ekosystém jako ucelenou soustavu vzájemných účinků mezi živými organismy a jejich anorganickým prostředím schopnou určité autoregulace. Ekosystémy mají vymezený prostor v ekosféře les, louka, moře. Ekosystém schopný regulace má primární producenty a rozkladače mezi které se mohou zapojit konzumenti. Primární producenti (fotoautotrofní organismy) Konzumenti (heterotrofní organismy) Rozkladači (saprovoři, destruenti, reducenti) Sekundární producenti

Energie a fotosyntéza Každému molu přijatého CO 2 odpovídá zisk potenciální energie rovnající se 114 kcal (= 477,204 kj). 1 mol CO 2 odpovídá 1/6 mol glukosy Molekulová hmotnost glukosy 180 1/6 ze 180 = 30 * 15,7 (energetická hodnota glukosy) = 471 kj na 1 mol CO 2 Fototrofní organismy ročně zachytí asi 10 71 kj energie a její pomocí vyrobí asi 14 10 11 t organické hmoty, uvolní 15 10 11 t O 2 a fixují 20 10 11 t CO 2 ze vzduchu a oceánů.

netto energie (kj.g -1 ) Stanovení rychlosti fotosyntézy 14 16 12 PN (mmol CO2.m -2.s -1 ) 10 8 6 4 2 0 kontrola 22.DC 29.DC 35.DC 45.DC 49.DC 51.DC 55.DC stres + 24 - epibrassinolid 61.DC fáze vývoje stres 65.DC 69.DC 71.DC 77.DC 81.DC kontrola + 24 - epibrasssinolid 14 12 10 8 22,DC 29,DC 35,DC 45,DC 49,DC 51,DC 55,DC 61,DC fáze vývoje 65,DC 69,DC 71,DC 77,DC 81,DC 91,DC kontrola stres stres + 24 - epibrassinolid kontrola + 24 - epibrasssinolid gazometrické stanovení rychlosti fotosyntézy kalorimetrické

Transport asimilátů Sink místo (orgán) v rostlině, kde dochází ke spotřebě nebo akumulaci asimilátů. Source místo (orgán) v rostlině, kde dochází k tvorbě asimilátů, tedy zdroj.

Transport asimilátů Změny obsahu energie (kj.g -1 ) vegetativních a generativních orgánech jarního ječmene

Produkce rostlin 1 g sušiny biomasy rostlin odpovídá průměrně: - 0,4 g uhlíku; - 0,6 g karbohydrátů; - 1,5 g CO 2 přijatého z ovzduší; - 1,07 g vyprodukovaného O 2 ; - 150 800 ml vytranspirované vody; - 17,6 kj vázané energie (15-35 kj). - 1 litr O 2 uvolní 20,18 kj

Produkční fyziologie rostlin Korelace mezi obsahem energie a sušinou

Genotypové rozdíly Vliv genotypu na obsah energie (kj.g -1 ) semen planých a kulturních pícnin.

obsah neergie (kj) v 1 g sušiny Biotické stresory 20 19.5 19 18.5 18 porost A porost B porost C porost D porost E porost F poškozený kontrolní poškozený kontrolní poškozený kontrolní Moráň Hliníky Stolíky Obsah netto energie (kj.g -1 ) v sušině nadzemní biomasy ostružiníku maliníku.

netto energie (kj g -1 ) Abiotické stresory 20.00 18.00 16.00 14.00 12.00 10.00 8.00 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 den stresu kontrola stres Vliv vodního deficitu na obsah energie (kj.g -1 ) nadzemní biomasy juvenilních rostlin kukuřice

EKOSYSTÉM

Tok energie v ekosystému Ekologická účinnost = (energie biomasy *100)/ energie záření

Potravní řetězec tok energie Potravní řetězec je přenos energie obsažené v potravě od primárních producentů na řadu dalších organismů. začíná vazbou energie slunečního záření, končí rozkladem organických sloučenin na anorganické energetická kaskáda. Tok energie se liší v rámci jednotlivých ekosystémů. Energetický tok je představován Slunce primární producenti. rozkladači Koloběhy jsou vázány na zásobníky uhlík, kyslík, voda atmosféra, hydrosféra síra, fosfor atd. - pedosféra dusík půda - atmosféra

TOK ENERGIE V EKOSYSTÉMU Qn = Iv + Ii Ie Ex + Im T ± H + F R Qn je energetická bilance ekosystému, Iv - ozářenost ve viditelné oblasti, Ii - ozářenost v neviditelné oblasti, Ie - energie vyzařovaná ekosystémem, Ex - množství energie vázané v exportované organické hmotě, Im - množství energie vázané v importované organické hmotě, T - energie využitá při evapotranspiraci, H - výměna teploty s okolím, F - energie fixovaná ve fotosyntéze, R respirace a rozkladné procesy.

Tok energie v ekosystému Toky energie (upraveno podle Oduma, 1963). Akumulovaná energie, energetické toky v jednotkách kcal.m -2, kcal.m -2.rok -1.

Tok energie v agroekosystému Energetický zisk je definován jako rozdíl mezi získanou a vloženou energií. Energetický koeficient je poměr získané energie k přímým a nepřímým energetickým vkladům. Energetická účinnost (účinnost slunečního záření a technologickou účinnost) výrobních procesů je podíl získaných a vložených energií

Tok energie v agroekosystému Energetický zisk je definován jako rozdíl mezi získanou a vloženou energií. Energetický koeficient je poměr získané energie k přímým a nepřímým energetickým vkladům. Energetická účinnost (účinnost slunečního záření a technologickou účinnost) výrobních procesů je podíl získaných a vložených energií. V agroekosystému je možné rozlišit dva typy energie: - Energie přímá - Energie dodatková.

SHRNUTÍ

Budoucnost VVČ

Děkuji za pozornost