Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Növényi vízviszonyok és energiamérleg A víz hosszútávú szállítása növényi vízviszonyok viszgálatára szolgáló módszerek A víz leadása a levél szintjén diffúzió.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "Növényi vízviszonyok és energiamérleg A víz hosszútávú szállítása növényi vízviszonyok viszgálatára szolgáló módszerek A víz leadása a levél szintjén diffúzió."— Előadás másolata:

1 Növényi vízviszonyok és energiamérleg A víz hosszútávú szállítása növényi vízviszonyok viszgálatára szolgáló módszerek A víz leadása a levél szintjén diffúzió a sztómák szerepe Növényi állományok energiamérlege Nettó radiáció szenzibilis és látens hőáram A szél szerepe az energiacserében

2 A NÖVÉNYI SZÖVETEK VÍZTARTALMA Átlagosan: % Fa: % Mag: 5-15 % Sejtfal: 50 % Citoplazma: 95 % Vakuólum: 98%

3  P : nyomás-potenciál    ozmotikus potenciál  g : gravitációs potenciál    mátrix-potenciál a víz koncentrációjának hatása  - re oldott anyagok jelenléte csökkenti a víz koncentrációját általában az oldott anyag koncentrációját érdemes meghatározni, mert vízből sok van: + hidrosztatikai nyomás a rigid sejtfalon belül - hidrosztatikai nyomás (szívóerő) a sejtfalakban, xilémben  g =  w g h a felületeken megkötődött víz is csökkenti a vízpotenciált (hidrátburok, talajrészecskék felszíne, sejtfal-kapillárisok belseje) m 3.Pa * K * mol mol.K m 3

4 A VÍZPOTENCIÁL  P +    g    25 °C-on 0,1 MPa nyomáson a tiszta víz vízpotenciálja, értéke önkényesen 0  P : nyomás-potenciál (-,0,+), plazmolízis, xilem elemek, turgor    ozmotikus potenciál (-,0), ozmotikusan aktív, inaktív vegyületek Y g : gravitációs potenciál(0,+), magas fák    mátrix-potenciál (-,0), kapillárisok

5 Milyen magasra emelkedhet a víz az edényes növényekben? - kapillaritás (átmérő) – víz, higany - vízszivattyúk (légköri nyomás) - magas fák

6 nyomásmérő kamra, Scholander-kamra 1. - ha a xilem elem vízpotenciálja a környező sejtekével egyensúlyban van, akkor onnan nem tud felvenni vizet 2. – xilem elemek – sok esetben elhalt sejtek (fák) – nincs szerepe az ozmózisnak – csak a P komponens „áll rendelkezésre”, ez esetben

7 plazmolízis, az oldatok által elfoglalt térfogat csökken → tenzió lép fel a plazmalemma tapad a sejtfalhoz ahhoz hogy attól elváljon, negatív nyomás hidrosztatikus nyomás szükséges A negatív nyomás sejtszinten is előfordulhat az elaszticitás, rugalmasság ez ellen hat e=dP/(dV/V)

8

9 Ψ=P+π

10 Levegő: -100 MPa Levél légterei: -7 MPa levél sejtfal: -1 MPa Xilem elemek:-0.8MPa (törzs) Xilem elemek:-0.6 MPa (gyökérzet) Talaj: -0.3 MPa

11 Kohézió, a víz tenziótűrése

12

13 Rostok, tracheidák, xilém elemek Átmérő, specializálódás a vízvezetésre A transzspirációs szívóerő a vízoszlopot instabillá teszi, könnyen buborék képződhet (kavitáció vagy embolizmus).

14 A levegő vízgőztartalma -száraz (Ta) és nedves (Tw) hőmérő, pszichrometrikus állandó - abszolút és relatív páratartalom, harmatpont-hőmérséklet (D) Diffúzió, koncentrációgrádiens (=(parciális)nyomásgrádiens)

15 Termoelemek réz – konstantán, réz – króm Hőmérsékleti külonbség a csatlakozások között elektromos áram Peltier- effektus Feszültségkülönbség µVolt-os nagyságrend idő, másodpercek dU(µVolt) vagy dT (°C)

16 xilém floémfolyadék film diffúzió a külső légtérbe evaporáció a belső légtérbe sztóma zárósejt DIFFÚZIÓ A SZTÓMÁKON ÁT

17 A zárósejtek falaiban a cellulóz- fibrillumok a harántirányúak, úgy hogy a középtől kifelé tartanak - aktív (pl. a K + -ionok aktív transzportjával járó), CO 2, kék fény, ABA - passzív (vízvesztésen alapuló), szárazságstressz

18 R=U/I, ellenállás=koncentrációkülönbség/áram(lás), I=U/R, g=1/r, F=dC*D/l F(kg.m 2.s -1 )=dC(kg.m -3 )*D/l (m.s -1 ), →D/l=g F = D/l*P/(R*T)*, D/l=g(n/V=P/(R*T)) ↓ (mol.m -2.s -1 )=m 2.s.m-1*Pa*(m -3 Pa -1.mol.K.K -1 )→m.s -1 *mol.m -3

19 F=D*(c 2 -c 1 )/l F=(c sztóma alatti tér -c környező levegő )*gs Felületi határréteg vízgőznyomás-kontúr (a vízgőzre nézve izobár) mol.m 2.s -1 =m 2.s -1 *mol.m -3 *m mol.m 2.s -1 =mol.m -3 *m.s-1

20

21 Felületi határréteg vastagsága (mm) az objektum (levél, gömb, henger) jellemző kiterjedésének hossza (m). A levél esetében ez a levél hossza.

22 Morfológiai adaptáció A fénylevelek kisebbek mint az árnyéklevelek → kisebb effektív hossz → vékonyabb felületi határréteg → hatékonyabb konvekció (és egyéb kicserélődés) A levél tagoltsága is a hatékony hossz csökkenését eredményezi.

23 Anyag és energia forgalom a növényi állományok szintjén És ha nem diffúzióval történik az energia, vagy anyagtranszport.... (egy búzamező a felette lévő 90 m-es légoszlop által tartalmazott összes CO2-t „megeszi” egy nap alatt. Vagy mégsem?)

24 Szélprofilból vezetőképesség (~1/R) u*=u.k/(ln((z-d)/z 0 ) K m =k.u*(z-d) F=dc*K m (K m =K h =K v ) Analógia a diffúzióval: vezetőképesség ~ konduktancia, Km~g hasonlósági elv, Km=Kh=Ks

25 Hőháztartás Felszínek (vegetáció, hó, úttest) energiamérlege

26 Beérkező rövid és hosszúhullámú sugárzás Visszavert rövid- (albedo) és hosszúhullámú sugárzás A felszín hőmérsékletétől függő hosszúhullámú (infravörös) kisugárzás

27 Rn:nettó radiáció (összes↓-összes↑) H: érzékelhető/szenzibilis hőáram L: a (víz) párolgás látens hőmennyisége (2 440J/g) E: evapotranszspiráció Bowen arány: H/L*E Rn=H+LE+G+P

28 Rn; nettó radiáció H; az érzékelhető hő árama ;magában foglalja a kondukciót és a konvekciót; LE; látens hő; (párolgás, kondenzáció) Megegyezés: ↑ a + irány, ↓ a – negatív irány konstans levélhőmérséklet mellett és a metabolizmust nem tekintve Rn+H+LE=0 Rn, (W/m2); Rn=Rn abs -e.σ.T4 e ; a levél emisszivitása cca 0.95 σ ; Stefan-Boltzmann állandó, 5.673*10-8 W/(m 2.K 4 ) T ; levélhőmérséklet, °K H, (W/m2); H= (Ta-Tl).c P.ρ.ga Ta ; léghőmérséklet, Tl ; levélhőmérséklet c P ; a száraz (telítetlen) levegő specifikus hőkapacitása 1000 J/(kg.K) ρ ; a száraz levegő sűrűsége; kg/m3 (20 °C, 1 atm) ga a felületi határréteg konduktanciája; m/s levélszinten, a vezetőképesség (Km) állományszinten LE, (W/m2); LE= (el-ea). c P.ρ.(gl + ga)/  el ; a sztóma alatti tér vízgőznyomása, Pa; ea ; a levegő vízgőznyomása, Pa gl, ga ; a levélre és a felületi határrétegre jellemző konduktanciák, m/s  ; pszichrometrikus állandó (~66Pa/K). → ld. levegő páratartalma, nedves hőmérséklet


Letölteni ppt "Növényi vízviszonyok és energiamérleg A víz hosszútávú szállítása növényi vízviszonyok viszgálatára szolgáló módszerek A víz leadása a levél szintjén diffúzió."

Hasonló előadás


Google Hirdetések