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

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

Stomatální vodivost a transpirace

Mikroreliéfová metoda. metoda studia povrchu neprůhledných objektů

Průduchy regulace příjmu CO 2

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

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

Obsah vody v rostlinách

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

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

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

Vodní režim rostlin. Transport kapalné vody

Vladimír Vinter

Fyziologie rostlin - maturitní otázka z biologie (3)

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

LI-6400; Gazometrická stanovení fotosyntetických parametrů

Ing. Matěj Orság Vodní bilance rychle rostoucích dřevin

CVIČENÍ 3: VODNÍ PROVOZ (POKRAČOVÁNÍ), MINERÁLNÍ VÝŽIVA. Pokus č. 1: Stanovení celkové a kutikulární transpirace listů analýzou transpirační křivky

LI-6400; Gazometrická stanovení fotosyntetických parametrů

LI-6400; Gazometrická stanovení fotosyntetických parametrů

Podmínky a zdroje. Michal Hejcman

Vladimír Vinter

Pletiva krycí, vodivá, zpevňovací a základní. 2/27

102FYZB-Termomechanika

Vyjádření fotosyntézy základními rovnicemi

Měření odporu transportních cest, stupně jejich integrace a embolizace

LI-6400; Gazometrická stanovení fotosyntetických parametrů

7/12. Vlhkost vzduchu Výpar

Funkce vody v rostlinném těle. Růstová (hydratační) Metabolická Termoregulační Zásobní Transportní (tranzitní) Volná a vázaná voda

Vodní provoz rostlin

MORFOLOGICKÁ STAVBA LISTU

ontogeneze listu zpočátku všechny buňky mají meristematický charakter, růst všemi směry (bazální, marginální a apikální meristémy listu)

Vliv kyseliny abscisové (ABA) a sucha na transpiraci a teplotu listu.

Přednáška 2. Martin Kormunda

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

Vliv kyseliny abscisové (ABA) a sucha na transpiraci a teplotu listu.

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

Vlastnosti vody. Voda má jednoduché chemické složení (H 2 O) Kyslík s vodíkem je spojen kovalentní vazbou polárního charakter.

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

Základy pedologie a ochrana půdy

Šíření tepla. Obecnéprincipy

Systémy pro využití sluneční energie

Vliv kyseliny abscisové (ABA) a sucha na transpiraci a teplotu listu.

Voda koloběh vody a vodní bilance

Úvod do biologie rostlin Pletiva Slide 1 ROSTLINNÉ TĚLO. Modelová rostlina suchozemská semenná neukončený růst specializované části

Faktory počasí v ekologii - úvod

KATEDRA MATERIÁLOVÉHO INŽENÝRSTVÍ A CHEMIE. 123TVVM transport vodní páry

Stanovení transpirace lesních porostů metody a cíle.

STANOVENÍ PROPUSTNOSTI OBALOVÝCH MATERIÁLŮ PRO VODNÍ PÁRU

Biologie. Pracovní list č. 6 žákovská verze Téma: Transpirace u rostlin. Lektor: Mgr. Naděžda Kurowská. Student a konkurenceschopnost

KATEDRA MATERIÁLOVÉHO INŽENÝRSTVÍ A CHEMIE. 123TVVM transport vodní páry

Kořenový systém plodin jako adaptační opatření na sucho

Vodní provoz rostlin. Univerzita 3. věku, Jana Albrechtová

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

Kapaliny Molekulové vdw síly, vodíkové můstky

Pro zředěné roztoky za konstantní teploty T je osmotický tlak úměrný molární koncentraci

Key words Solar radiation; spatial insolation; phytoclimate; tautochrones

VODNÍ REŽIM ROSTLIN. Mgr. Alena Výborná Gymnázium, SOŠ a VOŠ Ledeč nad Sázavou VY_32_INOVACE_01_1_06_BI1

ZÁKLADNÍ MODELY TOKU PORÉZNÍ MEMBRÁNOU

MĚŘENÍ RELATIVNÍ VLHKOSTI. - pro měření relativní vlhkosti se používají metody měření

Laboratoř růstových regulátorů Miroslav Strnad

Sníh a sněhová pokrývka, zimní klimatologie

značné množství druhů a odrůd zeleniny ovocné dřeviny okrasné dřeviny květiny travní porosty.

2. Otázky k zamyšlení

Otázky pro samotestování. Téma1 Sluneční záření

Metody řízení závlahy ve sklenících a kontejnerovnách. Tomáš Litschmann

Kapaliny Molekulové vdw síly, vodíkové můstky

Oddělení biomasy a vodního režimu

Kapaliny Molekulové vdw síly, vodíkové můstky

Meteorologické faktory transpirace

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

Název: Vodo, ztrácíš se?

ELEKTRICKÉ POLE V BUŇKÁCH A V ORGANISMU. Helena Uhrová

EKOLOGIE LESA Pracovní sešit do cvičení č. 7:

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

Seminář I Teplota vzduchu & Městský tepelný ostrov..

Tabulka Tepelně-technické vlastností zeminy Objemová tepelná kapacita.c.10-6 J/(m 3.K) Tepelná vodivost

UNIVERZITA MASARYKOVA PŘÍRODOVĚDECKÁ FAKULTA GEOGRAFICKÝ ÚSTAV. potenciální. Bakalářská práce. Barbora Machů. Vedoucí práce: Mgr. Kamil Láska, Ph.D.

Stanovení hloubky karbonatace v čase t

Termodynamika v biochemii

Tepelně vlhkostní mikroklima. Vlhkost v budovách

Simulace letního a zimního provozu dvojité fasády

SKLENÍKOVÝ EFEKT 2010 Ing. Andrea Sikorová, Ph.D.

Membránové potenciály

Úloha č. 1 pomůcky Šíření tepla v ustáleném stavu základní vztahy

TERMIKA II. Stacionární vedení s dokonalou i nedokonalou izolací; Obecná rovnice vedení tepla; Přestup a prostup tepla;

Otázky k předmětu Globální změna a lesní ekosystémy

Název: Faktory ovlivňující rychlost transpirace

Řešené příklady ze stavební fyziky

MB130P68 Globální změny a trvalá udržitelnost. ZS 2012/2013. Lubomír Nátr. Lubomír Nátr

FYZIKA VE FYZIOLOGII ROSTLIN

BUNĚČNÁ STĚNA - struktura a role v rostlinné buňce

Autor: Katka Téma: pletiva Ročník: 1.

Měření šířky zakázaného pásu polovodičů

Modelování vázaného šíření teplotněvlhkostního

Abiotické faktory prostředí ve vztahu k produktivitě agroekosystémů, mikroklima porostů

ODĚVNÍ KOMFORT TERMOFYZIOLOGICKÝ KOMFORT

ROSTLINNÉ ORGÁNY - LIST

Rostlinné orgány. Kořen (radix)

Ekosystém. tok energie toky prvků biogeochemické cykly

Výpar. = změna skupenství l,s g závisí na T a p. Probíhá. z vodní hladiny z povrchu půdy z povrchu rostlin ze sněhu a ledu.

Transkript:

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

Energetická bilance listu Zdroje energie: krátkovlnné sluneční záření dlouhovlnné záření emitované oblohou a okolními předměty dopadající záření může být odraženo, absorbováno, nebo listem prochází (poměr podle vlnové délky) Energetická bilance: SR net + LR net + C + λe + M = 0 SR net, LR net - absorbované krátkovlnné a dlouhovlnné záření, C - transport tepla vedením(tok zjevného tepla), λe - spotřeba tepla na výpar (tok latentního tepla), M - využití event. uvolnění energie při metabolismu Bowenův poměr = tok zjevného tepla/tok latentního tepla (C/λE)

Energetická bilance listu Ovlivnění energetické bilance rostlinou Absorpce slunečního záření - velikost listové plochy (LAI), postavení listů vůči dopadajícímu záření, kvalita listového povrchu, anatomie listu Tok latentního tepla - transpirace

Penman-Montheitova rovnice λe = s R net + ρc (e s -e)/r a s + γ [(r a +r s )/r a ] λe - tok latentního tepla s - změna tlaku vodní páry s teplotou, R net - absorbované záření, ρ - hustota, c - specifické teplo, e s - e - rozdíl mezi nasyc. a aktuálním tlakem vodní páry, γ - psychrometrická konstanta, r a - odpor hraniční vrstvy, r s - odpor průduchů,

Fickovy zákony 1. Fickův zákon: J v = -D (dc / dx) 2. Fickův zákon: dc / dt = - dj v / dx = D (d 2 c / dx 2 ) v J v - rychlost transportu, D - difuzní koeficient, dc/dx - gradient koncentrace, t -čas Uplatnění: podprůduchové štěrbiny, průduchy, hraniční vrstva vzduchu

Rychlost transpirace E = g l c E - rychlost transpirace [mmol m -2 s -1 ] nebo [g m -2 s -1 ] g l - vodivost listu (g l = -D) [mol m -2 s -1 ] nebo [m s -1 ] c - rozdíl koncentrace vodní páry mezi vnějším vzduchem podprůduchovými dutinami (dc/dx) [mmol mol -1 ] g l = g s + g c 1/g l = 1/g a + 1/g s + 1/g i g s - vodivost průduchů, g c - vodivost kutikuly, g a - vodivost hraniční vrstvy vzduchu, g i - vodivost uvnitř listu g = 1/r Transport v jednotlivých částech rostliny, nebo i jednotlivých tkáních, řazení seriové (sčítají se odpory) nebo paralelní (sčítají se vodivosti)

Transpirace stomatální, kutikulární a peristomatální

Koncentrace vodní páry koncentrace vodní páry v podprůduchových dutinách (c l ): c l = c s e ψw(vw/rt) c s - saturační koncentrace, ψ w - vodní potenciál listu Rozdíly v koncentracích vodní páry uvnitř listu a na jeho povrchu

Hraniční vrstva vzduchu tlouštka (d a ) závisí na rychlosti větru, tvaru listu a drsnosti povrchu, přítomnosti a morfologii trichomů (0,01-1 mm) d a = 4 L/v L - délka listu ve směru proudění, v - rychlost větru

Závislost rychlosti transpirace na otevřenosti průduchů je výrazně ovlivněna rychlostí větru, tedy tloušťkou hraniční vrstvy

Kutikula Kutikula se vytvořila jako adaptace k suchému prostředí Složení a struktura: vrchní vrstva buněčné stěny epidermis je impregnována kutinem, na povrchu dále vosky (epikutikulární nebo endokutikulární). Vodivost kutikuly pro vodu je 1.7-28.6 % vodivosti průduchů. Vodivost pro CO 2 je jenom asi 6 % vodivosti pro vodu. 2 Větší význam v době když průduchy jsou méně otevřené. Vodivost kutikuly je závislá na druhu rostlin, stáří a podmínkách. Velmi nízká u druhů adaptovaných k suchu a naopak vysoká u rostlin in vitro. Snižuje se při dehydrataci. Zvyšuje se u starých listů.

Struktura epidermis listů

Kutikulární matrix

Uspořádání kutikulárních vosků na povrchu epidermis (u jilmu, jasanu, javoru a zmarliky)

Permeabilita kutikuly různých rostlin a její ovlivnění vlhkostí vzduchu

Kutikulární transpirace - vliv vodního potenciálu listu a NaCl Závislost kutikulární transpirace na vodním potenciálu listu Lotus creticus creticus pěstovaného při různé koncentraci NaCl

Průduchy Otvory průduchů asi 1 % plochy listu, přesto výdej vody odpovídá výparu z volné hladiny. U játrovek a mechorostů nepohyblivé, u ostatních vyšších rostlin v podstatě dvou typů "ledvinovitý" a "činkovitý". Vývoj průduchů v průběhu ontogeneze listu Hustota průduchů 20-2 000 mm -2, velikost, rozložení na adaxiální a abaxiální epidermis amfistomatické, hypostomatické a epistomatické listy Příklady ad/ab: pšenice 33/14, kukuřice 48/52, oves - 25/23, slunečnice 85/156, rajče 12/130, jabloň 0/235 Slunné/stinné listy : buk 113/416, habr 170/365 Heterogenita v rámci jednoho listu Stomatal patchiness

Uspořádání mikrofibril v buněčné stěně svěracích buněk ledvinovitého a činkovitého typu průduchů

Příčný řez ledvinovitými svěracími a podpůrnými buňkami a jejich průmět do plochy

Ontogeneze průduchů u Arabidopsis

Ontogeneze průduchů u kukuřice (SMC stomatal mother cell, ICSR intervening cell of the stomatal row, Giannoutsou et al. 2011)

Ontogeneze průduchů u Arabidopsis a rýže (úloha jednotlivých génů, Serna 2011)

Vývoj ultrastruktury

Nepravidelné uspořádání průduchů c b a 50 mm 50 mm Stomata on leaves of Lepidium sativum grown in HelOx were often grouped in clusters of 2-4 (Fig. 1a) while those from NitOx were mostly separated by one pavement or subsidiary cell (Fig 1b). Stomatal clusters were formed also in absence of the inert gas component (helium or nitrogen) i.e. in plants grown under low vacuum conditions (Fig 1c). Clustering was pronounced especially under high relative humidity (RH) of ambient atmosphere. Santrůček et al. 2006

Heterogenita průduchů na ploše listové čepele

Heterogenita průduchů na ploše listové čepele u Commelina communis

Stomatal patchiness u Nicotiana tabacum

Metody stanovení 1) Gravimetrické metody stanovení spotřeby vody a) jednotlivých rostlin b) porostů - lyzimetry 2) Stanovení transpiračních křivek pro rozlišení stomatální a kutikulární transpirace 3) Stanovení rychlosti transpirace měřením změn vlhkosti vzduchu v listové komoře 4) Výpočet rychlosti transpirace měřením transportu vody xylémem 5) Výpočet evapotranspirace z energetické bilance listu nebo rostliny

Metody stanovení 1) Vodivost kutikuly a) transport HDO, HTO izolovanou kutikulou nebo výřezy listu b) měření výdeje vody epidermis bez průduchů nebo se zavřenými průduchy c) měření výdeje vody při použití různých plynů (dusík, helium) 2) Mikroskopické metody pro stanovení hustoty průduchů, tvaru, velikosti a otevřenosti a) in situ b) otisky 3) Porometry a) difúzní b) vizkozní 4) Součást měření výměny plynů

Transpirační křivky u rostlin bramboru a tabáku pěstovaných in vitro a po převedení do ex vitro podmínek.