Способ определения количества центров адсорбции на поверхности листа растения Советский патент 1986 года по МПК A01G7/00 

tv:)

О5 4

СХ О)

со

Изобретение относится к сельскому и лесному хозяйству, в частности к способам исследования устойчивости растений к неблагоприятным факторам внешней среды, а именно к устойчивости растений к промышленным газообразным выбросам, и может быть использовано для расчета режимов токсической газации растительных сообществ произрастающих в районах с повыщенной загазованностью.

Цель изобретения - уменьшение времени определения и расширение диапазона использования способа.

Способ осуществляют следующим образом.

Измеряют площадь листа исследуемого растения, присоединяют к нему электроды и помещают в замкнутый объем емкостью 0,5-1,0 л. В этот объем вводят веществометку, преимущественно этанол, и наблюдают за изменением электрического сопротивления листа. При достижении в камере концентрации газа-метки, соответствуюн ей монослойному заполнению центров адсорбции на поверхности листа при 100%-ной относительной влажности воздуха, наблюдают резкое уменьщение электрического сопротивления листа, в результате потери клеточными мембранами полупроницаемых свойств и выхода клеточного сока в межклеточное пространство. При этом количество центров адсорбции, заполненных веществом-меткой на поверхности листа, пропорционально времени жизни молекул на центрах адсорбции листа, остальные центры адсорбции заполнены молекулами воды, количество которых пропорционально времени жизни молекул воды на центрах адсорбции листа.

Измеренный лист извлекают, а в камеру помещают другой лист большей площади или несколько листьев, измерение повторяют. Количество центров адсорбции N на единице поверхности листа вычисляют по формуле

к,(М,-М2)-РФ

;i)

(А,-АЗ) ц-Мо

масса введенного вещества-метки, При площади листа AI;

масса введенного вещества-метки, при площади листа А2;

молекулярная масса веществаметки;

масса протона (1,67-10 кг);

Ф - отношение вероятности нахождения на центре адсорбции молекулы вещества-метки к вероятности нахождения на аналогичном центре адсорбции молекулы воды; Р - отношение плотности веществаметки к плотности воды. Величину Ф можно определить, если известно время прохождения через колонку хроматографа вещества-метки и воды, при данной температуре

(2)

1-р ,

J-B

время прохождения через колонку газового хроматографа веществаметки;

время прохождения через колонку хроматографа воды.

Для данного вещества-метки при данной

температуре Ф является постоянной величиной (для этанола при 20°С ,083). Пример.

Из середины листа клена-явора вырезают площадку размером 1x1 см, присоединяют к электродам и измеряют электрическое сопротивление образца, которое равно 1,15 МОм. Образец помещают в замкнутый объем емкостью 0,62 л. В результате испарения воды из образца его сопротивление увеличивается до 1,2 МОм. После введения в пространство, в котором находится образец 4,0 мкл этанола сопротивление образца уменьшается до 1,09 МОм. Образец извлекают, а в измерительную ячейку помещают образец того же листа площадью 6 см, у этого образца уменьшение электрического сопротивления наступает при

введении 5,9 мкл этанола. Для нахождения величины Ф используют хроматограф Хром 5 с длиной колонки 1 м и диаметром 3 мм, заполненной адсорбентом Полисорб 1. Результаты измерений показывают, что время

прохождения воды через колонку хроматографа равно 408 с, а этанола - 4920 с, следовательно, согласно формуле (2), величина Ф равна 0,083. Отношение плотности этанола к плотности воды Р принимают равным 0,8, а молекулярную массу .

Подставив эти величины в формулу (1),

находят количество центров адсорбции на единице поверхности листа клена-явора N 3,

Аналогичные измерения проводят на листьях еще нескольких древесных пород.

Результаты опытов приведены в таблице.

Клен-явор4,0

Тополь белый4,3

Дуб черешчатьй4,3

Сирень обыкновенная4,5

613,3 Ю3,9

614,2 - ,7 .

615,1 ,4 -

615,4 - ,1

Изобретение относится к сельскому и лесному хозяйству, в частности к способам исследования устойчивости растений к неблагоприятным воздействиям промышленных газовых выбросов. Целью изобретения является уменьшение времени определения и расширение диапазона использования способа. Лист исследуемого растения помещают в закрытую камеру на введенные в нее электроды. Затем в камеру постепенно вводят этанол из калиброванной емкости при постоянной регистрации электрического сопротивления листа. В момент начала снижения электрического сопротивления подачу этанола прекращают, фиксируя объем введенного газа. Затем все операцин повторяют с другим листом, площадь поверхности которого отличается от площади первого. Количество центров адсорбции N определяют по формуле Ы ДМРФ/ААцМо, где AM - разница между количеством этанола, введенного при измерениях на первом и втором листьях; ДА - разница между площадями i первого и второго листов; р, - молекулярная масса этанола; Мо - масса протона; (Л Р - отношение плотности этанола к плотности воды; Ф - относительная вероятность нахождения на центре адсорбции этанола по отношению к воде. 1 табл.

Из таблицы видно, что результаты, полученные с помощью известного и предлагаемого способов сопоставимы, хотя во втором случае изучают живой, а в первом - сухой лист, однако для дуба черешчатого и сирени обыкновенной измеренное по предлагаемому способу значение в три раза отличается от значения, полученного по известному способу, что может дать значительную ошибку при расчете газопоглотительной способности насаждений, в частности дубрав. Кроме того, производительность труда по предлагаемому способу гораздо выше, чем по известному: на одно измерение по известному способу затрачивается 5-6 ч, а по предлагаемому 5-10 мин.

Формула изобретения

Способ определения количества центров адсорбции на поверхности листа растения, включающий измерение площади листа, воздействие на лист адсорбатом, измерение количества вещества, адсорбированного монослоем на поверхности листа с последующим определением количества центров адсорбции, отличающийся тем, что, с целью уменьшения времени определения и расширения диапазона использования способа, в качестве адсорбата используют этанол, в процессе воздействия адсорбатом на лист растения измеряют электрическое сопротивление листа, воздействие адсорбатом на лист осуществляют до момента начала снижения электрического сопротивления листа, затем указанные операции повторяют на другом листе, площадь поверхности которого отличается от площади первого листа, а количество центров адсорбции N определяют Q по формуле

АМРФ

N

ДАцМо

е ДМ - разница между количеством этанола, введенного при измерениях на первом и втором листьях; ДА - разница между площадями первого и второго листьев; |j, - молекулярная масса этанола; MO - масса протона; Р - отношение плотности этанола к плотности воды;

Ф относительная вероятность нахождения на центре адсорбции эталона по отношению к воде.