I . Приготовление питательных смесей.

1. Приготовить стоковых (концентрированные) растворы по Хогланду – Арнону из расчета, что в 10 мл концентрированного раствора каждой соли макроэлементов содержится такое её количество, какое должно содержаться их количеству в 1 литре 1 н. смеси Хогланда - Арнона. Микроэлементы вносить по 1 мл на 1 л питательной смеси (Табл. 11 и 12).

2. Составить рабочую таблицу, в которой указать необходимое количество солей на выбранный объем раствора

3.Приготовить смесь без азота. Заменить Са(NО₃)₂ и KNO₃ на CaSO₄ × 2H₂O и KCl, соответственно.

4. Выполнить расчет количества KCl и CaSO₄ × 2H₂O.

а). Определить количество калия, связанного с анионом NO₃^-, в соли КNO₃. Грамм-молекула КNO₃ (101,11 г) содержит 39,10 г калия, а в 0,50555 г КNO₃ его находится х г:

 

101,11 г ¾ 39,1 г

0,50555 г ¾ x г

отсюда

x = 39,1 ´ 0,50555 / 101,11 = 0,1955 г

 

б). Определить количество КСl, которое необходимо внести в питательную смесь, чтобы сохранить количество калия, эквивалентное его содержанию в 0.50555 г КNO₃. Грамм-молекула КСl (74,6 г) содержит 39,10 г калия, а 0,1955 г калия находится в х г КС1:

 

74,6 г ¾ 39,1 г

x г ¾ 0,1955 г

отсюда

 

x = 74,6 ´ 0,1955 / 39,1 = 0,373 г

Итак, вместо 0,51 г KNO₃, исключенного из питательной смеси, в раствор нужно внести 0,38 г КС l.

 

в). Определить количество кальция, связанного в соли Са(NО₃)₂. Грамм-молекула Са(NО₃)₂ (164,1 г) содержит 40,08 г кальция, а в 0,82045 г Ca(NО₃)₂ его находится х г:

 

164,1 г ¾ 40,08 г

1,18065 г ¾ x г

 

отсюда

x = 1,18065 ´ 40,08 / 164,1 = 0,2884 г

г). Определить количество CaSO₄ × 2H₂О, которое необходимо внести в питательную смесь, чтобы сохранить количество кальция, эквивалентное его содержанию в 0,82045 г Ca(NО₃)₂. Грамм-молекула CaSO₄ × 2H₂О (172,16 г) содержит 40,08 г кальция, а 0,2884 г находится в х г CaSO₄ × 2H₂О:

 

172,16 г ¾ 40,08 г

x г ¾ 0,2884 г

отсюда

 

x = 172,16 ´ 0,2884 / 40,08 = 1,2388 г

Итак, вместо 1,18065 г Ca (N О₃)₂ нужно внести 1,2388 г CaSO₄ × 2H₂О.

5. Приготовить смесь без фосфора. Заменить соль KH₂PO₄ на КСl. Выполнить расчеты по приведенному выше образцу.

Вместо 0,13609 г KH ₂ PO ₄, исключенного из питательной смеси, в раствор нужно внести 0,07 г КС l.

 

6. Приготовить смесь без калия. Заменить соль KH₂PO₄ на NaH₂PO₄, КNО₃ на NaNО₃. Выполнить расчеты по приведенному выше образцу.

 

Соли NaH ₂ PO ₄ нужно внести 0,138 г, Na NО₃ – 0,42 г.

 

7. Приготовить стоковые (концентрированные) растворы солей из расчета, что в 10 мл стокового раствора будет содержаться количество соли необходимое для приготовления 1 - нормального раствора Хогланда – Арнона (Табл. 11). Приготовленные растворы хранить в бутылях из темного стекла.

Внимание! Стоковые растворы макросолей следует растворять и хранить в отдельных ёмкостях

 

 

II. Закладка опыта и учет результатов.

1. Банку объемом 1 литр закрыть по всей высоте бумажным чехлом (черным внутри и белым снаружи).

2. В банку налить около 700 мл водопроводной воды.

3. Поочередно внести в банку с водой растворы солей в той повторности, в какой они указаны в прописи (Табл. 11) (CaSO₄ × 2H₂O внести в порошке). После прибавления очередного раствора содержимое сосуда перемешивать стеклянной палочкой.

4. Приготовить следующие растворы:

а). Полная питательная смесь (Контроль);

б). С исключением азота;

в). С исключением фосфора;

г). С исключением калия.

5. После внесения всех солей долить в банку воды до уровня около 900 мл. 6. Расплавить на водяной бане парафин. 7. Куски двойной марли (10 ´ 10 см) погрузить в расплавленный парафин. Вытащить. Дать стечь излишкам парафина. Работать следует осторожно - парафин горячий! 8. Быстро закрыть банку марлей, пропитанную парафином. Марлю натянуть. Закрепить шпагатом под ободком банки (Рис. 6).
	Рис. 6. Монтировка сосудов для выращивания растений в водной культуре (по Сказкину и др., 1958)

9. После застывания парафина, острым скальпелем проделать 4 небольшие отверстия в закрывающей банку марле.

10. Высадить в отверстия 3 выровненных проростков. При необходимости закрепить проростки негигроскопичной ватой.

11. Наклеить этикетку, на которой обозначить фамилию номер группы, вариант опыта, дату начала опыта.

12. Через четвертое отверстие в крышке долить в банку воды так, чтобы её уровень доходил до самого верха.

13. В течение месяца питательные растворы ежедневно продувать воздухом с помощью компрессора и стеклянной трубки в течение 15 - 20 мин. По мере убыли питательного раствора за счет транспирации доливать в сосуды воду до исходного уровня.

 

Таблица 13. Развитие растений в зависимости от

Состава питательной смеси

 

Питательная смесь	Повторность	Длина		Количество листьев	Масса побега		Масса корня
		Побега	Корня		средняя, г / растение
					сырая	сухая	сырая	сухая
Полная
Без N
Без P
Без K

 

14. По истечении месяца провести определение необходимых параметров растений. Результаты опыта записать по форме (табл. 13).

15. Сделать выводы по результатам опыта.

 

 

Работа 20

Определение изменения pH раствора в результате поглощения ионов  и из питательного раствора

Корни растений способны активно смещать реакцию среды небуферных растворов, обеспечивая поддержание оптимального для роста корней pH среды (внешний pH-стат). Это является следствием постоянно осуществляемого растением катионо-анионного обмена между клетками корня и средой корнеобитания. Регулирование pH среды достигается в основном за счет передвижения в системе корень→среда и среда→корень ионов Н⁺, ОН^- и HCOJ.

Соль (NH₄)₂SО₄ — физиологически кислая, а соль NaNО₃ — физиологически щелочная. Это значит, что после пребывания растения на растворе (NH₄)₂SО₄ реакция его смещается в кислую сторону вследствие большого поглощения иона  по сравнению с сульфат-ионом.

После пребывания растения на растворе соли NaNО₃ реакция смещается в щелочную сторону, так как анион  поглощается растением в большей степени, нежели катион Na⁺.

Иногда сдвига реакции в щелочную сторону на растворе соли NaNO₃ не наблюдается. Это может произойти вследствие выделения слабых органических кислот корневой системой.

Чтобы узнать насколько подкисляется раствор за счет этих выделений, помещают третью группу растений пшеницы на дистиллированную воду, pH которой также предварительно измеряют. После пребывания растений на воде pH ее снова измеряют и производят поправку к опыту на соли NaNО₃

 

Цель работы. Изучение изменения растениями уровня pH корнеобитаемой среды при использовании аммонийных и нитратных солей.

Объекты исследования: Семидневные проростки пшеницы, выращенные на водопроводной воде

Материалы и оборудование. Пипетка; стаканчики на 50 мл; магнитная мешалка; рН-метр.

 

Порядок работы:

1. Заранее вырастить 7-дневные проростки пшеницы на водопроводной воде, чтобы ко времени опыта у них развилась значительная корневая система.

2. Одну группу из 10 - 15 растений поместить на раствор (NH₄)₂SО₄, содержащий 0,01 мг  в 1 мл, другую - на раствор NaNО₃, содержащий 0,01 мг в 1 мл и третью - на дистиллированную воду.

3. Для определения изменения реакции раствора нужно определить исходную величину pH данного растению раствора и ту величину pH, которая устанавливается в растворе после пребывания на нем растения в течение 2 - 3 час.

4. Результаты опыта представить в виде таблицы (составить самостоятельно).

5. Сделать выводы.

 

 

Работа 21