7.2.3.1 Transpiration von Blättern
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Transpiration von Blättern 7.2.3.1 Versuchsziel Vergleich der Blatttranspiration unter unterschiedlichen Umweltbedingungen. Material 1 1 1 1 1 3 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 1 1 1 Cobra4 Wireless Manager Cobra4 Wireless-Link Cobra4 Sensor-Unit Thermodynamik Halter für Cobra4 mit Stativstange Stativfuß variabel Stativstange, l = 500 mm Doppelmuffe Universalklemme Reagenzglas m. Ansaugstutzen, l = 200mm, SB 29 Gummistopfen 26/32, Bohrung 1,5mm Plastilina, 10 Stangen Gummischlauch, d = 6mm, 1m Becherglas 1000 ml, niedrige Form Dreibein Drahtnetz Bunsenbrenner, Erdgas Sicherheitsgasschlauch, 1m Schlauchschelle, d = 8…12 mm Gummiring, 1 Stk. aus Heiss-/Kaltluftgebläse, 1700 W Software measure für Cobra4 12600.00 12601.00 12638.00 12680.00 02001.00 02032.00 02043.00 37715.00 36331.00 39258.09 03935.03 39282.00 46057.00 33299.00 33287.03 32165.05 39281.10 40996.01 03920.00 04030.93 14550.61 Zusätzlich wird benötigt PC mit USB-Schnittstelle, Windows XP oder höher Plastiktüte Messer Pflanze mit fleischigen Blättern (Rosen gut geeignet) Abb. 1: Versuchsaufbau mit Cobra4. Der Computer ist dabei außerhalb des Bildes. www.phywe.com P1351260 PHYWE Systeme GmbH & Co. KG © All rights reserved 1 7.2.3.1 Transpiration von Blättern Aufbau und Durchführung Geräte gemäß Abb. 1 aufbauen. An der einen Stativstange das Reagenzglas befestigen. An der anderen Stativstange am Halter den Cobra4 Wireless-Link mit der Cobra4 Sensor-Unit Thermodynamics so befestigen, dass der Schlauchansaugstutzen des Druckmoduls ca. 2 cm höher als der Ansaugstutzen des Reagenzglases positioniert ist. Mit einem kleinen Schlauchstück den Schlauchansatzstutzen der Sensor-Unit Thermodynamik mit dem Ansaugstutzen des Reagenzglases verbinden. Das Reagenzglas mit Wasser füllen und Gummistopfen aufstecken. Es darf sich keine Luftblase im Reagenzglas bilden. PC und Windows starten. Cobra4 – Wireless Manager in die USB-Schnittstelle des PCs stecken und den Wireless-Link anschalten. Die Software „measure Cobra4“ starten, Cobra4-Geräte werden automatisch erkannt. Messdaten wie in Abb. 2 dargestellt einstellen, oder einfach Versuch laden (Experiment > Experiment öffnen). Es werden nun alle benötigten Voreinstellungen zur direkten Messwertaufnahme geladen. Versuch 1: Einen kleinen Zweig oder eine Bodenpflanze kurz über dem Boden abschneiden, den unteren Teil des Zweiges mit einem Messer schälen und schräg (45°) abschneiden. Den Zweig zügig durch den Stopfen stecken und den Stopfen mit Plastilina gut abdichten. Ohne Zeitverzug Schlauch vom Ansaugstutzen der Sensor-Unit Thermodynamik abnehmen, Stopfen mit Pflanze auf das Reagenzglas stecken (dabei Luftblasenbildung im Reagenzglas vermeiden) und Schlauch wieder auf die Sensor-Unit aufstecken.. Achtung! Bei diesem Vorgang darf kein Wasser in den Drucksensor eindringen! Messung starten (ideale Laufzeit: mindestens 100 s, besser aber länger – bei den Beispielmessungen wurde 1000 s lang gemessen). Anfangs- und Enddruck aus den Messwerten entnehmen und Differenz errechnen. Versuch 2a: (Vorbereitung im Folgenden wie bei Versuch 1) Während der Messung die Pflanze dem kalten Luftstrom des Föns aussetzen. Versuch 2b: Den Fön auf Heißluft stellen und während der Messung die Pflanze dem kalten Luftstrom des Föns aussetzen. Versuch 3: In einem Becherglas ½ Liter Wasser zum Kochen bringen und den entstehenden Wasserdampf einige Sekunden mit einer Plastiktüte auffangen (Achtung! Bunsenbrenner vorher abstellen und die Tüte nicht mit dem heißen Becherglas in Verbindung bringen!). Die Tüte über die Pflanze stülpen und mit einem Gummiring verschließen; Messung starten. 2 PHYWE Systeme GmbH & Co. KG © All rights reserved P1351260 Transpiration von Blättern 7.2.3.1 Abb. 2: Messparameter Ergebnisse Versuch 1: In ruhiger Luft nahm der Druck in diesem Versuchsansatz während einer Messzeit von 1000 s bei der verwendeten Pflanze um ca. 28 hPa ab (Abb. 3). Versuch 2: Im kalten Luftstrom sank der Druck in der gleichen Zeit um ca. 38 hPa (Abb. 4), im warmen Luftstrom um ca. 63 hPa (Abb.5). Versuch 3: Im Wasserdampf findet kaum Transpiration statt (Druckdifferenz ca. 2 hPA, Abb.6). Abb. 3: Messergebnis (Versuch 1) – Pflanzentranspiration bei ruhiger Luft www.phywe.com P1351260 PHYWE Systeme GmbH & Co. KG © All rights reserved 3 7.2.3.1 Transpiration von Blättern Abb. 4: Messergebnis (Versuch 2b) – Pflanzentranspiration bei kaltem Luftstrom Abb. 5: Messergebnis (Versuch 2b) – Pflanzentranspiration bei warmen Luftstrom Abb. 6: Messergebnis (Versuch 3) – Pflanzentranspiration bei sehr hoher Luftfeuchtigkeit 4 PHYWE Systeme GmbH & Co. KG © All rights reserved P1351260 Transpiration von Blättern 7.2.3.1 Erklärung Pflanzen „schwitzen“ wie Menschen und sind dabei physiologisch und morphologisch an ihre spezifischen Umgebungen angepasst. Bei zu hohen Temperaturen transpirieren sie und geben Wasser an die Umwelt ab. Die Transpiration dient auch dem Wasser- und Nährstofftransport. Durch den entstehenden Unterdruck wird Wasser aus den Wurzeln nachgesogen, Stoffe werden weitertransportiert. Wind spielt in der Natur eine große Rolle bei der Transpiration der Pflanzen. Pflanzen, die z.B. an windigen Berghängen wachsen, sind stärker verholzt. Pflanzen, die z.B. in der Wüste wachsen, versenken ihre Spaltöffnungen in kleinen Blatthöhlen, die zusätzlich verfilzt und mit einer Wachsschicht überzogen sind, so dass die Transpiration durch den heißen Wüstenwind möglichst gering gehalten wird. Bei hoher Luftfeuchtigkeit dagegen ist die Transpiration stark eingeschränkt, da die umgebende Luft bereits stark mit Wasser gesättigt ist. Pflanzen, die in solchen Gebieten leben, haben hervorgehobene Spaltöffnungen, um ihre Transpiration zu erhöhen. www.phywe.com P1351260 PHYWE Systeme GmbH & Co. KG © All rights reserved 5 7.2.3.1 Transpiration von Blättern Raum für Notizen 6 PHYWE Systeme GmbH & Co. KG © All rights reserved P1351260
