Способ определения интенсивности транспирации растений

(19) (И) 01 С 7 ОМИТЕТ ССС ИЙ И ОТКРЫ ОСУДАРСТВЕННЫО ДЕЛАМ ИЗОБ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ей п твием тр устройст ва датчи анспирации осущест вом, содержащим кака влажности, распо е и выходе камеры,вляем ру и женные на вхо 56) регистции увенных альн Т фиэиче физиол датчиковУнт диффузиипара в возду де С,С - показани аука влажност Д - коэффици водяного хе;ч змер исходнои концентрации водяного па кения концентра а в воздухе и измени водяного пара расстояние междучиками. АВТОРСКОМ,К СВИДЕТЕЛЬСТВУ 65113/30-15,06.86. Бюл. У 22нтр автоматизации научных иний и метрологии АН МССРД. Тон, Э.И, КлейманБалашов1. 116(088.8)(21) 36 (22) 26 (46) 15 (71) Це следова (72) Ю. и А,Н, (53) 58 селков Б.М. Автоматическаяация интенсивности транспираревесных растений в естестусловиях с помощью дифференго асихрометра. - В сб,: Биокие методы исследования в экгии древесных растений. Л,;1979, с. 50-67. 54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИНТЕНСИОСТИ ТРАНСПИРАЦИИ РАСТЕНИЙ, вклюо т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения точности определе ния, измерение осуществляют устройс вом, выполненным в форме трубки пос тоянного сечения из влагонепроницае мого материала, которую накладывают основанием на поверхность листа, а интенсивность транспирации рассчиты вают по формулеИзобретение относится к сельскому хозяйству, приборостроению ипредназначено для контроля водногорежима растений, в частности интенсивности транспирации, а также дляизлучения вопросов физиологии растений.Цель изобретения - повышениеточности определения.На Фиг. 1 изображена схема, поясняющая предлагаемый способ; нафиг. 2 - устройство для реализациипредлагаемого способа; на Фиг. 3устройство в сборе с прищепкой длязакрепления на листе.Способ осуществляют следующимобразом,На поверхность листа 1 накладывают устройство для реализации способа, которое Формирует, столб 2 неподвижного воздуха диаметром Й и высотой 11. В сеченичх 3 и 4, расположенных на расстоянии г, друг от друга,измеряют абсолютную влажность воздуха С и С 2, Затем рассчитывают приведенную к единице листовой поверхности интенсивность транспирации поФормулеДиффузионное движение молекул водяного пара начинается с испаряющих поверхностей стенок мезофилла листа и идет через подустьичные полости 5, устьица 6, столб 2 воздуха, и далее молекулы Н О смешиваются с окружаю 2щим воздухом. Для определения интенсивности диффузионного потока достаточно измерить на любом участке йути разность концентраций пара при известном диффузионном сопротивлении между точками измерения, Диффузионное сопротивление между сечениями 3 и 4 равнооткуда находим плотность потока водяного лараЭто выражение предсталяет собой упрощенную запись закона концентоационной диффузии Фика для однородного потока. Входящие в выражение величццы С,и С измеряются, величина Д фиксирована и измеряется по условцям осуществления способа, значенце Д находят иэ таблиц или по следующейФормуле:Д=.0,216 10 ( )Т 4 1,0110 1 м 310где Т - температура воздуха, 1(;Р - давление воздуха,Па.Для того, чтобы при Формировании столба 2 не нарушался естественный уровень транспирации, диффуэионное сопротивление столбане должно превышать сопротивДление пограничного слоя г на открытой поверхности листа, Б случае,когда устьичпое сопротивление г преввышает сопротивление пограничногослоя 1. , достаточно выполнить условие т,с гОДля кукурузы, например, минималь-.ное устьцчное сопротивление верхнейстороны листа составляет примерно500 с/м. Отсюда находим, что приполностью открытых устьицах длина 30 столба должна удовлетворять условиюЬ с г, Д=500"0,245 10 =12,3 10" и.Б спокойном воздухе значение г,достигает 1000 с/м. Поэтому дгцша столба Ь в этом случае может превыпать 10 мм даже прц полностью открытых устьццах.Устройство для реализации способасодержит цилиндрическую прозрачную 40трубку 7, в верхней и нижней частикоторой на расстоянии 1 друг от другарасположены датчики 8 и 9 влажности.Прц наложении устройства на участоклиста основание трубки 7 плотно прилегает к его поверхности, для чегок основанию может быть прикрепленокольцо 10 иэ эластичного материалаПосле этого транспирация, с огражденной поверхностью листа может осуществляться только через огражденный трубкой 7 объем воздуха. Дляпредотвращения конвективного движениявоздуха внутри трубки 7 ее диаметрвыбирают цэ условия СР 10 З, 55 где С - критерий Грасгофа;Р - критерий Прандтля.Раскрывая критерии и учитывая,что для воздуха Р = 0,7 получаем. Находя средней т ления но (760 мм р коэффицмператур иецт диффузии дляы гср =21 С ц дав -о- 1,01 10 Па здуха Рт. ст.)=24ователи,деструкции. ра 10 (м /с) Определции где= -- коэффициент теплового рас- Т ширеция воздуха;ускорение свободного падения;разность температур листаи окружающего воздуха;кинематическая вязкость воздуха. Для Т=ЗООК и ЬТ=ЗК получаемг 6 й с(1430 - ,) =(1430 РРЬТ 1300 Минимальное значение й определя - ется размерами,цатчиков 8 и 9, Оп- . 20 тцмальцая длина Ь трубки 7 определяется в каждом конкретном случае в зависимости от условий эксплуатации и вида исследуемого растения. В общем случае следует выполнить хотя 25 бы одно цз условии Например, минимальное устьичноесопротивление березы (Бенц,а чеггисоза) составляет примерно 1880 с/м,что эквивалентно слою неподвижноговоздуха толщиной 4 мм. У купены (Ройу 8 опагцш о.Г 1 с 1 пае) минимальноезначение г составляет 1000 с/м, чтоэкнигалецтцо слою толщиной 21 мм,Таким образом, в случае использования березы трубка длиной Ь=10 мм(г"-460 с/м) при полностью открытыхустьицах (г =180 с/и) и достаточносильном ветре (г-ф 50 с/м) оказываетопределенное влияние ца интенсивностьтрацспирации. Во втором случае трубка длиной 10 мм практически це будетоказывать влияния на трацспирациюлистьев купены н любых условиях,В качестве датчикон влажности воздуха могут быть использованы электрические абсорбционцые преобразователиили хлористолитиеные подогревцыемикрогигрометры,При использовании абсорбццпреобразователей датчики 8 ины включать в себя термопреотели. Подогревные мцкрогигротакже содержат термопреобразкак неотъемлемую часть их коь 120Датчики 8 и 9 занимают часть сечения воздушного столба, ограниченного трубкой 7. Поэтому для сохранения постоянной площади сечения трубка 7 может быть снабжена кольцевымиуглублениями 11 и 12,Материалом для изготовления трубки 7 может служить оргстекло или оптический полистирол. Кольцо 10 можетбыть изготовлено из поливинилхлоридаПХВ-Э, Типичные размеры трубки: Ь=1015 мм, гав=8-12 мм.Для закрепления устройства на листе растения, трубка 7 может быть снабжена прищепкой 13. При работе в условиях сильного ветра в верхнем, открытом для работы торце трубки размещают решетку, защищающую огражденныйобъем от внешних воздушных потоков.П р и м е р. Над частью листа томата накладыванием трубки сформирован воздушный столб высотой Ь=12 мм.На расстоянии одного миллиметра отверхнего и нижнего торца трубки располагают абсорбирующие поверхностидатчиков влажности. Расстояние между сечениями с контролируемой влажностью составляет, таким образом,10 мм, т,е. г=10 мм, Измеренные значения относительной влажности составляют; , =657. (вблизи листа);4 =502 (нблизи открытого конца трубгки).Вследствие транспирации температура листа несколько ниже окружающей,и .термопреобразонатели, вмонтированные н датчики влажности, дают следующие показания: г, =20 С вблизи листа); С=2170,50=9,72 (г/ 26,42 интенсивность транспиСоставитель Е, ШкТехред О.Гортвай ктор Е. Копч орректор И. Эрдейн Заказ 3213 2 Тираж 679Государственного комитета СССелам изобретений и открытийосква, Ж, Раушская наб., д одписно ВНИИПИ по 13035роизводственно-полиграфическое предпр Проектная,ор 24 68 10.6 11 25 10 -9 72 1 О-зР 10 "10 Пусть в процессе опыта прилистная влажность возросла до 907 Тогда-24 68 0-615,58109 72-109 10 10"ф т.е, транспирация возросла в 3 раза. Таким образом, по сравнению с используемыми методами измерения интенсивности транспирации путем опре деления концентрации водяного парана входе и выходе транспирационнойкамеры предлагаемый способ значительно упрощает процесс измерения.Изобретение может быть использо вано для измерения других гаэообменных функций растения в ,интенсивностифотосинтеза и дыхания. В этих случаях измеряются концентрации СО вдвух сечениях формируемого столба, 15 воздуха. Расчет потока углекислогогаза осуществляется по формуле, вкоторую подставляются измеренныеконцентрации СОе (целесообразно использовать потенциометрическиедатчики.