Определение общей и рабочей адсорбирующей поверхности корневой системы методом Сабинина и Колосова

 

Важнейшие характеристики состояния корневой системы - её масса и поглощающая поверхность. Считается, что в интервале между апикальной и базальной частями корня активное поглощение меняется и даже выделяют специальную поглощающую зону корня. Поэтому определяют как общую, так и рабочую поверхность корня. Д. А. Сабинин и И. И. Колосов, считавшие, что первичный акт поглотительного процесса - адсорбция, разработали метод определения общей поверхности корней, включающий рабочую и недеятельную их поверхности.

Большинство поглощаемых корнем веществ не только адсорбируется, но и десорбируется с его поверхности. Поэтому размеры десорбции более значительны на тех участках корня, где отсутствует или замедлен процесс транспорта веществ внутрь корня. В качестве поглощаемого вещества, которое можно легко определить колориметрически, авторы метода выбрали метиленовую синюю. При мономолекулярной адсорбции 1 мг МС покрывает 1,05 м² поверхности адсорбента.

Зная исходную концентрацию раствора МС и после экспозиции в ней корней, по разности этих концентраций можно определить, какое количество красителя (мг) адсорбировалось корневой системой. Умножение этого количества МС на 1,05 м² дает величину поглощающей поверхности.

Метиленовая синяя проникает в клетки эпидермиса в течение 90 с. При двукратном погружении корней (каждый раз по полторы минуты) в раствор МС происходит адсорбция красителя на деятельной и недеятельной поверхности корней. При третьем погружении корня в раствор МС поглощается только деятельной (рабочей) поверхностью корня. По изменению концентрации МС в двух первых стаканах рассчитывают общую поверхность корневой системы, а по результатам третьего определения - рабочую.

Концентрацию МС определяют колориметрически на фотоэлектроколориметре.

Наряду с определением общей, недеятельной и рабочей поверхностей корня желательно проследить изменение этих параметров на корнях нормальных растений и голодающих по одному из основных элементов минерального питания. Поэтому предусматривают два варианта; контрольные растения, выращенные на полной смеси Хогланда - Арнона; опытные растения, выращенные при исключении из смеси одного из макроэлементов (N, Р, К или Са).

 

Цель работы. Определение адсорбирующих свойств корня в зависимости от условий минерального питания растений.

Объект исследования. 10 – 14–суточные растения, выращенные в водной культуре на полной питательной среде и с исключением отдельных элементов минерального питания.

 

Материалы и оборудование. Метиленовая синяя (МС) (0,0003 н.) (на 1 л 112,0 мг предварительно подсушенной при 95 - 100°C МС); стаканы на 50 – 100 мл; колориметр; калибровочный график для МС в интервале концентраций 1 - 12 мг/л; весы; фильтровальная бумага; пробирки на 10 мл; пипетки на 1 мл.

 

Порядок работы

1. Объединить вместе корни десяти растений (лучше использовать корни растений, выращенных в водной культуре).

2. Налить раствор МС в три стакана. Объем раствора должен быть примерно в десять раз большим, чем объем корней.

3. Слегка обсушить корни фильтровальной бумагой, последовательно погрузить их в три стакана с раствором МС на 1,5 мин в каждый. После каждого погружения дать стечь раствору красителя в тот же стакан, из которого были вынуты корни.

4. Из каждого стакана пипеткой взять по 1 мл раствора МС, перенести в отдельные пробирки и добавить по 9 мл дистиллированной воды (10-кратное разведение). Разбавление МС повышает точность определения.

5. Определить уменьшение концентрации МС на фотоэлектроколориметре (раствор сравнения 10-кратно разведенный исходный раствор МС)

6. По количеству поглощенной метиленовой синей в первых двух стаканах рассчитать общую адсорбирующую поверхность корней.

7. По ее количеству, поглощенному в третьем стакане рассчитать рабочую адсорбирующую поверхность.

8. Разница между общей и рабочей адсорбирующей поверхностями даёт величину недеятельной поверхности корней.

9. Для определения соответствующей удельной адсорбирующей поверхности корней разделить величины общей и рабочей поверхности на объем корней (см. работу 29) (более грубо — на их сырую массу в граммах).

10. Результаты опытов записать по форме (Табл. 13).

 

Таблица 15. Определение адсорбирующей поверхности корней

 

Вариант

Номер стакана

Объём раствора в стакане, мл

Масса МС в стакане, мг

Адсорбирующая поверхность, м^2

до погружения корней

после погружения корней

поглощенной

Общая

Рабочая

Недеятельная

Удельная

Общая

Рабочая

Недеятельная

Контроль

1

2

3

Опыт

1

2

3

 

11. Сделать вывод по результатам работы.