9 Методы определения площади листьев

Цель занятия: Определить площадь листьев.

Материалы и оборудование: растения пшеницы, ячменя, гороха, салата; весы; обычная и светочувствительная бумага; линейка; сверла; ножницы; стеклянные пластинки; эксикатор с аммиаком; электрические лампы на 300 ватт.

Вводные пояснения

При изучении интенсивности фотосинтеза, дыхания, транспирации чаще всего, получаемые величины рассчитывают на единицу листовой поверхности, поэтому возникает необходимость ее измерения.

Листовой индекс – это отношение общей площади листьев растения к площади посева. В зависимости от культуры и условий произрастания его показатель обычно варьирует от одного до семи и выше, по нему можно судить о степени обеспеченности посева водой и элементами минерального питания. Установлено, что у большинства сельскохозяйственных растений оптимальный листовой индекс составляет 4-5 м² на м².

Для характеристики фотосинтетической работы посева предложен специальный показатель – фотосинтетический потенциал. Его находят, суммируя площади листьев (м² на 1 га посева за каждые сутки вегетационного периода или определенной его части). Для хороших посевов фотосинтетический потенциал за вегетацию составляет на 1 га 2,2-3 млн. м² (га сут.), средних – 1,0-1,5 млн и плохих – 0,5-0,7 млн. м² (га 1 сут.) Данный показатель хорошо коррелирует с показателем урожайности. Например, фотосинтетический потенциал около 3 млн м² (га 1 сут.) Может обеспечить получение 4-6 т/га корне- и клубнеплодов.

Ход работы

Срезать листья заранее выращенных растений пшеницы, ячменя, гороха, салата.

Задание 1. Определить площадь листьев методом отпечатков.

Лист растения наложить на однородную бумагу и обвести контур остро заточенным карандашом. Отпечаток листа можно получить и при помощи светочувствительной бумаги. Для этого лист накладывают на светочувствительную бумагу, прижимают к ней стеклянной пластинкой и выставляют на солнечный свет или освещают яркой электрической лампой в течение 3-5 мин. Затем контур отпечатка обводят карандашом. Иногда светочувствительную бумагу с отпечатком листьев помещают на 1-2 мин. в эксикатор, на дно которого предварительно наливают раствор аммиака. Под влиянием его паров получают четкие контуры листовых пластинок. Проявленные отпечатки листа можно хранить очень долго.

Получив тем или иным способом отпечаток листа, определить его площадь. Если бумага по толщине равномерная, используют весовой метод, для чего вырезают его по контуру листовой пластинки и взвешивают на весах. Одновременно из такой же бумаги нужно вырезать квадрат, например площадью 100 см² (10/10см.), и так же определить его массу. Площадь исследуемого листа находят по формуле:

S=a•c/б, (3)

где: а – масса контура листа, мг;

б – масса квадрата бумаги, мг;

с – площадь квадрата бумаги, см².

Описанный метод широко применяют, он прост и достаточно точен, но малопроизводителен. Кроме того, его практически нельзя использовать при исследовании гофрированных и сложных листьев.

Задание 2 Определить площадь листьев методом высечек.

Это наиболее доступный и продуктивный метод, особенно ценный в полевых исследованиях. Для начала необходимо отобрать среднюю пробу растений, срезать листья и определить их массу. Затем из каждого листа выбрать сверлом определенного диметра несколько высечек, объединить вместе и установить их массу. Диаметр сверла выбирают в зависимости от размеров листовой пластинки и ее поверхности, плотности. Недостаток метода является относительно невысокая точность. Площадь листьев рассчитывают по формуле:

S=a•c/б, (4)

где: а – общая масса сырых листьев, г;

б –общая масса сырых высечек, г;

с – общая площадь высечек, см².

Задание 3. Определить площадь листьев по их параметрам.

Метод основан на сопоставлении фигуры листа с некоторой простой геометрической фигурой, достаточно хорошо совпадающей с конфигурацией листа.

Лист вписывают в соответствующую фигуру так, чтобы основные параметры их были общими. Так, листья злаков легко вписываются в вытянутый прямоугольник. Измеряя ширину (а) и длину (б) такого прямоугольника, находят его площадь (S), которая равна S = а•б.

Однако листовая пластинка не занимает всю площадь прямоугольника, и действительная площадь листа (Sл), определенная, похожим, методом отпечатков, будет меньше площади фигуры (S). Поэтому устанавливают поправочный коэффициент (К), равный их отношению. Отсюда фактическая площадь листа злака будет равна:

Sл = S•К, (5)

где: Sл – площадь листа, см²;

S – площадь вписываемой фигуры, см²;

К – поправочный коэффициент.

Аналогично находят поправочные коэффициенты для листьев других растений, моделируя их с соответствующими геометрическими фигурами. Причем поправочный коэффициент получают на основании многих листьев и несколько раз в течение вегетационного периода, так как нередко конфигурация листьев претерпевает значительные возрастные изменения. Кроме того, систематически проверяют применимость ранее рассчитанных поправочных коэффициентов.

Метод характеризуется простотой, относительно высокой производительностью, возможностью определения листовой поверхности без отделения листьев от растений.

Задание 4. Ознакомиться с методом автоматического планиметрирования определения площади листьев.

Для определения площади листьев применяют различные модели фотопланиметров: с параллельным пучком, с интегрирующей сферой, со сканирующим лучом. Основное преимущество фотопланиметров – высокая производительность. Однако работать с ними можно только в лабораторных условиях.