Экологический мониторинг и экологическая экспертиза
Работа 6. Определение интенсивности фотосинтеза (чистой продукции) по увеличению содержания углерода в листе по Ф.З. Бородулиной
Метод определения чистой продуктивности фотосинтеза по прибыли органического углерода в 1 дм2 листа в единицу времени характеризует разность между синтезом ассимилятов в листе и их оттоком в другие органы и тратой в процессе дыхания.
В основе метода лежит определение углерода путем мокрого сжигания органического вещества 0,4 н. бихроматом калия в кислой среде (K2Cr2O7 + H2SО4) (методика Тюрина). Углерод окисляется в СО2 по уравнению
.
По количеству израсходованного окислителя K2Cr2O7 рассчитывают количество окисленного углерода. Избыточное количество бихромата калия, не использованное на окисление органического вещества, определяют титрованием 0,2 н. раствором соли Мора
.
При титровании происходит реакция
.
1. Растения;
2. Конические колбы;
3. Сверло пробочное;
4. Маленькие стеклянные воронки;
5. Электроплитка;
6. Асбестовая сетка;
7. Электролампа на 500 Вт.
1. 0,4 н. бихромат калия;
2. 0,2 н. раствор Мора;
3. 0,2%-й раствор фенилантраниловой кислоты;
4. 10%-й раствор СuSO4 × 5Н2О.
Пробочным сверлом вырезают определенную площадь листа из правой половины пластинки (около 3 см2). Высеченные диски помещают в сухую коническую колбочку объемом 100 мл. Из бюретки со стеклянным краном приливают 10 мл 0,4 н. раствора K2Cr2O7. Прибавляют несколько капель катализатора – 10%-го раствора 
.
Содержимое колбочки осторожно перемешивают. Колбочку закрывают маленькой стеклянной воронкой (диаметр около 4 см) и ставят на асбестовую сетку горячей электроплитки.
Через 3-5 мин начинается кипение смеси, т.е. выделение крупных пузырьков.
Кипятят 5 мин. За это время органическое вещество сгорает, раствор бихромата принимает буроватую окраску.
После охлаждения смеси минимальным количеством воды смывают со стенок колбочки и воронки хромовую смесь, добавляют 5 капель индикатора (0,2%-й раствор фенилантраниловой кислоты) и титруют 0,2н. раствором соли Мора до перехода окраски из фиолетовой в зеленую.
Параллельно с опытной колбочкой проводят контрольный опыт (без растительного материала). Разность между количеством соли Мора, пошедшей на титрование контрольной и опытной колбы (после сжигания), соответствует количеству бихромата, израсходованного на окисление углерода в дисках листа.
При этом 1 мл 0,2н. раствора бихромата калия и соли Мора в концентрации 0,2н. соответствует 0,6 мг углерода.
Титр соли Мора проверяют перед опытом 0,2н. перманганатом. Содержание углерода листовой поверхности рассчитывают по формуле
,
где X – содержание углерода, мг на 1 дм2;
А – количество соли Мора, пошедшее на титрование контрольной колбы, мл;
В – количество соли Мора, пошедшее на титрование опытной колбы после сжигания органического вещества, мл;
К – поправка к титру соли Мора;
S – площадь дисков листа, см2.
Берут несколько дисков из правой половины листьев определенного яруса растений.
Через 2 ч фотосинтеза высекают тем же сверлом столько же дисков (около 3 см2) из оставленной левой половины пластинок листьев и снова определяют в них содержание углерода на 1 дм2 листовой поверхности.
Разность между количеством углерода в пробе листьев после 2 ч фотосинтеза (оттока и дыхания) и в исходной пробе (взятой после выдержки растения в темноте) покажет остаточное (без оттекшего и израсходованного на дыхание) количество углерода (У), ассимилированного за 2 ч.
Отсюда чистая продуктивность фотосинтеза (С) за 1 час 1 дм2 листовой поверхности: У/2 (мг). Для обескрахмаливания листья до опыта с фотосинтезом (листья, закрытые экраном) выдерживают в темноте.
