Измерение водного потенциала побегов растении

Существование натяжения воды в ксилеме дает нам в руки быстрый метод определения водного потенциала побегов, пригодный для полевых исследований. При перерезке стебля натяжение устраняется и ψ ксилемы, содержащей практически чистую воду, падает почти до нуля. Вследствие этого клетки побега, находившиеся ранее в равновесии с ксилемой, в которой существовало натяжение, получают возможность поглотить дополнительное количество воды. В то время как они всасывают эту воду из ксилемы, раствор, заполняющий сосуды ксилемы, несколько втягивается внутрь, отступая от края среза. Срезанный побег помещают в особый толстостенный герметизированный контейнер - бомбу для измерения отрицательного давления, причем закрепляют его здесь таким образом, чтобы место среза находилось снаружи (рис. 6.17). К бомбе присоединяют баллон со сжатым азотом и начинают постепенно повышать давление внутри ее. Это внешнее приложенное к побегу давление повышает потенциал давления клеток побега, вследствие чего вода из них выдавливается обратно в ксилему. Следя в микроскоп за этим процессом, стараются уловить момент, когда раствор, заполняющий сосуды ксилемы, достигнет места среза. Считается, что давление внутри бомбы в этот момент равно (но противоположно по знаку) натяжению, существовавшему в ксилеме до того, как был перерезан стебель. Если бы сосуды ксилемы были заполнены совершенно чистой водой, то натяжение в них было бы в точности равно водному потенциалу клеток побега. (В действительности в ксилемном соке присутствуют растворенные соли, но концентрация их очень низка, и соответственно очень невелика учитывающая это поправка.) Описанный метод дает возможность быстро определять водный статус растений в поле, так что он полезен как для экологов, так и для агрономов.

Рис. 6.17. Бомба для измерения водного потенциала побегов и отрицательного давления в стебле. (С изменениями по Scholander et al. 1966. Plant Physiol., 41, 529-532.) Когда побег срезают, натяжение в ксилеме устраняется и примыкающие к ней клетки получают возможность поглощать воду, так что ксилемный сок несколько отступает от места среза. Побег помещают в бомбу и прилагают к нему давление от внешнего источника. Давление, которое требуется приложить для того, чтобы ксилемный сок вернулся к поверхности среза, равно по величине (но противоположно по знаку) существовавшему ранее в ксилеме натяжению. Это стандартный метод измерения водного потенциала побегов