где V — количество поглощенного или выделившегося газа, м3;
h отмеченное манометром изменение давления, обычно мм вод. ст.; А — константа манометрического сосуда, м3/мм или м3/Па.
Константа А учитывает в пропорциональной зависимости объем газовой фазы в манометрическом сосуде в зависимости от температуры среды плюс объем жидкого состава для поглощения выделившегося газа с поправкой на коэффициент растворимости газа в жидкости. Значение константы Л, кроме того, связано обратно пропорциональной зависимостью с нормальным давлением. Для практических расчетов следует принять во внимание, что в системе СИ 1 мм вод. ст. соответствует 9,81 Па. С учетом того что хранение обычно проводят при температурах, близких к 0 °C, а в качестве поглотителя выделившегося при дыхании продукции газа используют твердый аскарит, выражение для константы А можно записать в виде
А = V/Po, (22)
где P0 — нормальное давление (1105 Па).
С учетом изложенного объем поглощенного (выделившегося) газа будет
Vr = 9,81hVr/P0, (23)
где Vr — объем газовой фазы в сосуде, м3.
Согласно соотношению (1) для интенсивности дыхания, имеем:
К = 9,8110-5VrΔh/mΔt. (24)
Объем газовой фазы в сосуде равен разности между объемом сосуда Vс объемом цветочной продукции Vц и поглотителя Vп, тогда
К = (9,8110-5(Vc-Vц-Vп)/m)•(Δh)/(Δt)
За немногими исключениями (одревесневшие черенки, совершенно сухие семена), можно считать, что масса растительного материала в граммах равна объему вытесненного газа в миллилитрах, поскольку срезка цветов, черенки, луковицы содержат значительное количество воды.
Определение дыхательного коэффициента проводят путем сопоставления двух манометрических измерений: падения давления при поглощении кислорода h1 (см. рис. 34, а) и падения давления при поглощении кислорода и выделении в отсутствие поглотителя углекислого газа Δh = h1 — h2 (рис. 34, б). С учетом формулы (2) имеем:
δ = V2/V1 = h2/h1
Тогда, определяя изменение давления за счет выделения углекислого газа h2 через Δh и h1, получим
δ = (h1 — Δh)/h1
Если Δh = 0, дыхательный коэффициент равен 1, если происходит падение давления в отсутствие поглотителя (Δh>0), δ<1; если в отсутствие поглотителя давление повышается (Δh><0), δ>l.
Рассчитаем интенсивность дыхания клубнелуковиц гладиолуса сорта Оскар при температуре 5 °C. Согласно измерениям, оказалось, что за 15 мин давление в сосуде с 16 клубнелуковицами массой 0,615 кг понизилось на 53 мм. Объем сосуда 1,5 л, объем ванночки с аскаритом 0,1 л. Определим скорость падения давления:
В соответствии с (25) получим:
K = 9,8110-5 (1,5•10-3-0,615•10-3-0,1•10-3)]/0,615 = 5,9×10-8м3/кг•с.
Аналогично можно рассчитать интенсивность дыхания не только клубнелуковиц (луковиц), но и черенков, срезки, семян различных цветочно-декоративных растений. Величина интенсивности дыхания может изменяться с течением времени хранения или с изменением концентрации кислорода и углекислого газа.
В необходимых случаях можно повторно измерять интенсивность дыхания и получить кривую зависимости К = f(t). Характер такой зависимости содержит важную информацию об интенсивности метаболических процессов, происходящих в хранимом материале. Как правило, интенсивность дыхания в первый период хранения повышена и подвержена некоторым вариациям, но с течением времени она стабилизируется на более низком уровне. Измеренная величина начальной интенсивности дыхания может служить основой для соответствующих расчетов.
В том же эксперименте при удалении из ванночки аскарита наблюдалось в течение такого же времени некоторое повышение давления, равное 8 мм. С учетом этого в соответствии с (27) получим величину дыхательного коэффициента
δ = [53-(-8)]/53 = 1,16
При измерении интенсивности дыхания следует иметь в виду, что эта величина очень чувствительна к всяким механическим воздействиям на продукцию: повреждениям при неаккуратной закладке срезки или черенков в емкость для измерений, к скручиванию, складыванию или сдавливанию листьев, лепестков и т. д. Колебания температуры, влажности также могут быть источником погрешности, вследствие чего при однократном непродолжительном определении интенсивности дыхания возможно получение случайных недостоверных величин.
Определяя интенсивность дыхания в течение 1,5–2 ч, можно по характеру кривой К = f(t) судить о том, было ли повреждающее воздействие на продукцию, поскольку влияние этого воздействия обычно непродолжительно.
Кроме того, продолжительность опыта зависит от характера газообмена испытуемого материала; срезка дышит интенсивно, в то время как, например, семена имеют очень низкую интенсивность дыхания и необходимо большее время, для того чтобы в колене манометра произошло падение давления, поддающееся четкой и точной визуальной оценке. Величина этого перепада давлений зависит и от количества материала в измеряемом сосуде, его наполненности.
Для получения достоверных результатов необходимо также, чтобы скорость поглощения углекислого газа поглотителем была существенно больше скорости его выделения исследуемым объектом. Последнее условие обычно выполняется, если взять достаточное количество аскарита и равномерно распределить его в соответствующей емкости.
ИЗМЕРЕНИЕ ВОДНОГО ПОТЕНЦИАЛА И ТРАНСПИРАЦИИ СРЕЗАННЫХ ЦВЕТОВ
Декоративные качества срезанных цветов во многом определяются состоянием их лепестков, а в некоторых случаях — листьев. Внешний вид как лепестков, так и листьев зависит от тургора в них, создание которого определяется водным потенциалом соответствующих растительных тканей, где запасы воды сосредоточены в основном в вакуолях. Вакуоль содержит значительное количество растворенных веществ, молекулы их ослабляют связь между молекулами воды, притягивая их к себе и уменьшая суммарный водный поток из клетки наружу. Концентрация растворенных в клетке веществ служит определенной мерой максимальной способности клетки поглощать воду, причем способность воды диффундировать, испаряться или поглощаться характеризуется водным потенциалом. Условно за нулевой потенциал принимают потенциал чистой воды при стандартных температурах и давлении и измеряют разность энергии молекул воды, находящихся в разных условиях. Чем ниже энергия молекул воды, тем ниже соответствующий водный потенциал. Поскольку нулевой потенциал имеет чистая вода, то с увеличением концентрации растворенных веществ потенциал снижается, становясь все более отрицательным. Молекулы воды перемещаются в направлении от более высокого к более низкому потенциалу, чем и объясняются осмотические явления водного режима растений. В водном потенциале выделяют составляющую, которую характеризует только присутствие растворенного вещества — так называемый осмотический потенциал. Он связан линейной зависимостью с концентрацией растворенного вещества. Моляльный раствор, содержащий 1 моль (грамм-молекулу) некоторого недиссоциируемого вещества (например, сахарозы), обладает остомотическим потенциалом 22,7 бар. Менее концентрированные растворы отличаются