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
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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.
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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.
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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
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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
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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.
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Raum für Notizen
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