מדידת מוליכות עלה הידראוליים ומוליכות הפיוניות והתגובות שלהם לקרינה והתייבשות שימוש בשיטת אידוי השטף (EFM)

1. מוליכות הידראוליות למדידת עלי עלי hydrated (K מקסימום) איסוף יורה רצוי בערב או בלילה כך שמתחי העצה הם נמוכים, לחתוך באוויר ומקום בשקית ניילון כהה מלאה במגבות נייר רטובות. במעבדה, חתך מחדש לפחות שני צומת מסיומו של כל צילומים מתחת למים. תן לירות rehydrate לילה שלם במים טהורים, או פתרון אחר שישמש למדידות עלי K. מי ultrapure מומלצים כפתרון זרימה אלא אם ההשפעות של פתרונות שונים הן להיחקר כגורם. חותך את העלה מן לירות בסכין גילוח טרי תחת פתרון חלקי degassed זרימה. מי ultrapure מומלצים כפתרון זרימה אלא אם ההשפעות של פתרונות שונים הן להיחקר כגורם. אנו ממליצים degassing פתרון הלילה בבקבוק באמצעות משאבת ואקום, אבל שיטות אחרות יכולות להיות מועסקות. parafilm מראש מתוח מקיף את petiole כדי להבטיח איטום טוב בין פטוטרת וצינורות. צעד זה שימושי במיוחד לפטוטרות שאינן עגולות, כעטיפת parafilm נוסף תעזור לעגל את הפטוטרת כדי להתאים בתוך הצינורות. משחת שיניים יכול להיות מיושם על הפטוטרת לפני גלישת parafilm למלא חריצים בפטוטרות. חבר את העלה לצינורות סיליקון תחת מי ultrapure כדי למנוע כניסת אוויר למערכת. כעלה הוא הרים מעל מקור המים, המים בצינור נמצאים תחת לחץ subatmospheric, ולכן החותם הוא טוב אם אין אוויר נשאב לתוך הצינורות בזמן המדידה. לחלופין לאיטום הפטוטרת ישירות לתוך צינורות סיליקון, התאמת דחיסה עם גומי אטם יכול לשמש (למשל, (מתאם Omnifit A2227 המשעמם; Omnifit, קיימברידג', בריטניה); גישה זו שימושית לפטוטרות עם צורות מורכבות במיוחד, או ללהבי דשא , אשר יכול להיות כרוך סביב מוט זכוכית וחתומה בהולמים הדחיסה. כשישים, איטום הפטוטרת ישירות לתוך siצינורות licone יש את היתרון של להיות מהיר ומשאיר צומת פטוטרת-צינור כי הוא שקוף, המאפשר לבועות להיראות בקלות רבה יותר. הצינורות מתחברים לצינור העלה קשיח לפעול לגליל מדורג באיזון (± 10 רזולוצית מיקרוגרם), אשר רושם נתונים מדי 30 שניות למחשב (למשל באמצעות "מאזן קישור" תוכנה; Mettler-טולדו GmbH, Greifensee, שוויץ) לחישוב קצב זרימה דרך העלה. עלים צריכים להיות מוחזקים כלפי מעלה על פני שטח adaxial במסגרות עץ שנתלו בחכת דיג מעל מאוורר תיבה גדולה ותחת מקור אור (> 1000 מ 'μmol • 2 • s -1 קרינת photosynthetically פעילה למדידות קרינה גבוהה), מעט מעל לרמה של המניסקוס בגליל סיים. העלים צריכים להיות ממוקמים מעל למים בגליל סיים על מנת להבטיח שמים עוברים לעלה הוא מונע על ידי דיות, ולא נכנסו לעלה תחת לחץ בשל הכח הכביד, כפי שהיו עושהיהיה המקרה אם העלה הונחו מתחת למניסקוס של המים בגליל. מיכלים קטנים מלאים במגבת נייר רטובה ממוקמים בתוך תא האיזון כדי להבטיח את האוויר במאזן הוא מים רווי, וכך למנוע אידוי ממקור המים לאטמוספרה בשיווי המשקל. אפשרות זו יכולה להיות מסומנת על ידי עצירת זרימה לתוך העלים באמצעות שסתום ברזלים ארבע דרך בצינורות, ובדיקה כי המסה של גליל מים על האיזון לא לרדת. הנח מכל פיירקס ברור מלא במים מעל העלה כדי לספוג את החום של המנורה. לשמור על טמפרטורה עלתה בין 23 ° C ו 28 מעלות לאורך הניסוי על ידי הוספת מים קרים יותר למכל פיירקס כך שמנורת החום לא לחמם את מכל פיירקס מספיק כדי לחמם את האוויר סביב העלה להלן. אפשר עלה להתרחש במנגנון במשך לפחות 30 דקות, ובכך נותן לו מספיק זמן כדי להסתגל לקרינה גבוהה, וadditionally עד קצב הזרימה התייצב, ללא מגמת עלייה או ירידה, ועם מקדם של וריאציה <5% לפחות 5-10 מדידות שנעשו ב 30 מרווחי זרימת שניות. הוא חיוני לקצב הזרימה להגיע למצב יציב, כי בשיטה זו מניחה עלה Ψ יציב. מחקרים קודמים מצאו הקריטריונים האלה כדי להיות מספיק לייצוב קצב זרימה (E), Ψ עלה ועלה K; בדיקות עם תקופות ארוכות יותר לאחר מדידת זרימה יציבה הוקמו לא הראה קשר של עלה K לזמן מדידה לכל אחד משבעה מינים של רחב מגוון של עלי קיבול 17,18. הייצוב בדרך כלל לוקח 30 דקות או פחות, אבל במינים מסוימים עשוי לדרוש יותר משעה לכמה מינים. הערה: כאשר קצב זרימה הוא מאוד נמוך (<8 מיקרוגרם של -1), יציבות ניתן לקבוע באמצעות ממוצע בריצה של חמישה 30 השניות האחרונים את המרווחים. </p> השלך מדידות אם שינויי הזרימה פתאום, או בשל סגירת הפיוניות פתאומית או דליפה לכאורה מהחותם או הסתימה במערכת על ידי חלקיקים או בועות אוויר. כאשר הזרימה תתייצב, להקליט טמפרטורה עלתה עם צמד תרמי. מהירות להסיר את העלים מהצינורות, טיפה לייבש פטוטרת ומעמידה את העלה לתוך שקית רבה סגר שהיה בעבר בנשף, לעצור דיות. בואו העלה לאזן בתיקה במשך לפחות 20 דקות. ממוצע של 10 שיעור הזרימה הסופית. זה יהיה המדידה האלקטרונית שלך. כשהעלה הוא מתאזן, מודד את פוטנציאל מים הסופי העלה (Ψ הסופי) בתא לחץ. מדוד אזור עלה עם סורק ותוכנת עיבוד תמונה, או עם מד אזור עלה. K עלה מחושב כE /-ΔΨ עלה (שבי ΔΨ עלה = Ψ סופי </משנה> – 0 MPA) ובהמשך על ידי מנורמל אזור עלה. יחידות נמצאות בmmol מ -2 של -1 MPa -1. בגלל העלה ממוקם בדיוק מעל לרמה של מים בגליל המדורג, השפעת הכח הכביד בהפחתת הלחץ של מים הנכנס העלה תהיה זניחה, במיוחד ביחס לΨ הסופי, וזה תמיד> -0.1 מגפ"ס. כדי לתקן לשינויים בK עלה מושרים על ידי תלות טמפרטורה של צמיגות מים 15,19,20, סטנדרטיזציה ערכי עלי K 25 מעלות צלזיוס באמצעות המשוואה הבאה: מוליכות הפיוניות (ז הים) ניתן לקבוע כחלק דואר בהפרש שעלה לאוויר אדי הלחץ, השווה הערך לאדי pressuגירעון מחדש (VPD), נקבע באמצעות שימוש בחיישן טמפרטורה ולחות יחסית סמוכה לעלה. VPD מחושבת לפי המשוואה הבאה 21 בי RH הוא הלחות היחסית, סמנכ"ל הוא לחץ הרווי האדים של האוויר (בkPa; פונקציה של טמפרטורה, על פי משוואת ארדן אק 22), וAP לחץ אטמוספרי (בkPa). 2. מדידת מוליכות הידראוליות עלה לעלים מיובשים איסוף יורה רצוי בערב או בלילה כך שמתחי העצה הם נמוכים, לחתוך באוויר ומקום בשקיות פלסטיק כהות מלאה במגבות נייר רטובות. במעבדה, חתך מחדש לפחות שני צומת מסיומו של כל צילומים מתחת למים. תן לירות rehydrate לילה שלם במים טהורים, או פתרון אחר כדי לשמש לK leמדידות AF. מי ultrapure מומלצים כפתרון זרימה אלא אם ההשפעות של פתרונות שונים הן להיחקר כגורם. חותך יורה למקטעים עם לפחות שלושה עלים מתחת למים ומייבש ultrapure יורה עם מאוורר לתקופות זמן שונים לטווח ערכי עלי Ψ. ברגע שיורה מיובש, הנח שקיות רבות סגר (מערבולת-Pak; נסק, פורט אטקינסון, וויסקונסין, ארה"ב) אשר היו בעבר בנשף) מסביב לכל עלה של הלירות, ואז למקם את כל צילומים בשקית רבה סגר גדולה עם נייר רטוב מגבת. בואו לירות לאזן לפחות 30 דקות (ליורה חזק מיובש זמני איזון ארוכים יותר עשויים להיות נחוצים). לאחר איזון, בלו העלה העליון ותחתון ואמצעי ראשוני Ψ העלה (= Ψ o) באמצעות תא לחץ. השלך לירות אם ההבדל בΨ העלה משני העלים האלה הוא יותר מ -0.1 מגפ"ס (לstronעלים מיובשים גלאי, טווח זה יכול להתארך עד 0.3 מגפ"ס). לאחר מכן העלה שלישי נועד כדי לקבוע K עלה וגרם s עם EFM, בעקבות צעדים 1.2 -1.18 לעיל. יש לציין, E מצב היציבה ניתן להשיג אפילו לעלים שהיו קשה עלים מיובשים, כהפיוניות עדיין לפתוח וליצור ערכים הגבוהים משמעותי ממוליכות של cuticular 17 גרם. לבנות עקומות פגיעות הידראוליות, לחשב עלה K באמצעות Ψ הסופי כמו בשלב 1.16, ולאחר מכן עלה ערכי K עלילה נגד לפי נמוך ביותר, Ψ o או Ψ סופי, כלומר, ההתייבשות החזקה ביותר שחוותה העלה במהלך הניסוי (= Ψ הנמוך ביותר). כמו כן, הירידה של g s בתגובה להתייבשות עלה ניתן לקבוע על ידי קשירת קשר נגד גר של Ψ הנמוך ביותר. העבודה קודמת יש sh של התייבשות שגורמת לפחות ירידות באופן חלקי בלתי הפיכות בK עלה וגרם של 14,16. אנו ממליצים לקבל לפחות 6 ערכי K עלים למרווח 0.5 מגפ"ס של Ψ הנמוך ביותר (מרווח זה יכול להיות מופחת עד 0.25 מגפ"ס אם המין עימם אתה עובד הוא באמת פגיע להתייבשות). בצע בדיקת דיקסון נתון חריג בערכי K עלים לכל מרווח 0.5 מגפ"ס מים פוטנציאלי של Ψ הנמוך ביותר להסרת חריגות מעקומת פגיעות 23 שלך. כי מינים שונים בתגובותיהם של K עלה וגרם להתייבשות של 14,16, להתאים פונקציות שונות לכל מין ובחר את הסיכוי המרבי (ערך AIC הנמוך ביותר, ראה 14 לפרטים נוספים). אנו ממליצים על לפחות ארבע פונקציות מתאימות השתמשו בעבר בספרות: ליניארי (pg "fo: תוכן רוחב =" 1.4in "fo: src =" / files/ftp_upload/4179/4179eq3highres.jpg "/>), sigmoidal ( ), לוגיסטי ( ) ומעריכים ( ). 3. נציג תוצאות הירידה של מוליכות הידראוליות עם התייבשות עלה משתנית מאוד בין מינים שונים (1 איור). מינים בצורה רגישות חווים ירידה חזקה בפוטנציאל מים פחות שלילי מאשר מינים סובלניים יותר בצורת, כאשר נמדדו תחת קרינה גבוהה (PAR> 1000 μmol • מ -2 • s -1). המיםפוטנציאל באובדן 80% ממוליכות הידראוליות (P 80) לmesic צמח Helianthus annuus היה 3 מגפ"ס פחות שלילי מזה של Heteromeles arbutifolia, יליד קליפורניה הבתה. Heteromeles arbutifolia הגיב ליניארי לירידה בפוטנציאל מים, ואילו Helianthus annuus הראה שאינם ירידה ליניארי. שניהם מוליכות הפיוניות (ז הים) ומוליכות הידראוליות עלה (K עלה) יכולים גם להגיב באופן דרמטי את הקרינה (איור 2). לRaphiolepis אינדיקה, מוליכות הפיוניות ירדו חזקות עם התייבשות לעלים נמדדו תחת קרינה גבוהה (PAR> 1000 μmol • מ -2 • s -1) ותחת אור מעבדה (PAR <6 μmol • מ -2 s -1). תחת קרינה גבוהה, עלים נמדד עם efm שהיה מיובש לפוטנציאל המים שאופייניים בעיקר ללאה מוארת היטבves על צמחים שלמים באמצע היום הראה גרם של כדומה לעלים שנמדדו בצמחים porometer (כוכב באיור. 2). יש לציין, בלחות מרבית, k העלה היה פי ארבעה גבוה יותר שנחשפו לקרינה גבוהה מנמוכה (11 לעומת 2.8 mmol -1 mpa -1), ולכן תגובה חזקה באור הטוב עלי hydrated מאשר g s. יתר כן, ירד בצורה להתייבשות. p 80 0.93 מגפ"ס פחות שלילי מקרינה נמוכה. איור 1. עקומות פגיעות הידראוליות לבצורת רגישה (למעלה) ומין בצורת סובלני (תחתון) (מ14,24). כל נקודה מייצגת חטאמדידת gle מוליכות עלה (k עלה) תלוש בשיטת שטף האידוי (efm). את הקווים האנכיים מייצגים פוטנציאל שבמינים שאבדו 80% ממוליכות ראשוניות (p 80). פונקציות כושר הטובות ביותר באמצעות סיכוי מרבי הם זממו לשני המינים. 2. התגובה הפיוניות (ז הים) ושל מים יורדים לעלה raphiolepis אינדיקה נמוכה (מ 16). (par> 1000 ו< 6 mmol • מ -2 • של-1). כל נקודה מייצגת מדידה אחת על עלה תלוש בשיטת שטף האידוי (EFM), עם נקודות לבנות ושחורות המייצגות עלים נמדדו תחת קרינה גבוהה ונמוכה בהתאמה. משוואות לעקומות מוליכות הפיוניות בקרינה נמוכה לעומת גבוהה: ו – . משוואות לעקומות פגיעות בקרינה גבוהה לעומת נמוכה: ו – . הכוכב האפור בפנל העליון מייצג את מתכוון ± staשגיאת ndard לגרם פוטנציאל מי עלה נמדד על עלים של צמחים שלמים באמצע היום עם porometer של ו. גריי וקווים אנכיים שחורים בפנל התחתון מייצגים את פוטנציאל המים שבמינים שאבדו 80% ממוליכות הידראוליות עלה ראשוניות (P 80) תחת קרינה גבוהה ונמוכה בהתאמה.