Rostliny potřebují k růstu kromě uhlíku získávaného při fotosyntéze také celou řadu prvků, které přijímají ve formě iontů anorganických solí z prostředí obklopujícího kořeny. Dusík je z těchto anorganických iontů přijímán a spotřebováván rostlinami v největším množství, a proto se také jeho příjem nejsnáze zjišťuje. Dusík je přijímán rostlinou ve dvou hlavních formách - jako amonný kation NH4+ , nebo jako dusičnanový anion NO3-. Každá z těchto forem je přijímána do buněk kořene jiným mechanismem a v důsledku toho dochází v prostředí obklopujícím povrch kořenů ke změnám v koncentraci protonů, tedy ke změnám pH.
Pomůcky:
Sada kádinek s víčky a provzdušňovacím systémem (jehly, hadičky, tlačky),
vzduchovací pumpa, Hoaglandův živný roztok normální (s dusíkem ve
formě NO3-) a upravený (s dusíkem ve
formě NH4+), rostliny kukuřice, pšenice, slunečnice nebo bobu (předpěstované v Hoaglandově živném roztoku obsahujícím
jako zdroj dusíku pouze 0,25 mM NH4NO3), pH metr, nitrátová iontově selektivní
elektroda.
Postup:
Připravíme si dva živné roztoky - první bude obsahovat jako zdroj
dusíku výhradně amonné ionty, zatímco druhý roztok pouze nitrátové ionty.
Koncentrace všech živin musí být u obou roztoků shodná, zejména pak
celková koncentrace dusíku, která bude v obou případech 2 mM. Do označených expozičních
nádobek nalijeme známé množství (např. 100 ml) stejného typu roztoku, do víček zasadíme
dvě až
šest pokusných rostlin. Nastavíme přiměřené provzdušňování roztoku v
nádobkách a necháme rostliny inkubovat několik hodin. Po skončení inkubace
změříme objem živného roztoku v každé z nádobek, změříme jeho pH a změříme
také pH původního roztoku před inkubací.
Postup:
Připravíme živný roztok s dusíkem výhradně ve formě dusičnanových iontů o koncentraci 2
mM. Do označených expozičních nádobek nalijeme známé množství (např.
100 ml) tohoto roztoku, do
víček zasadíme dvě až šest pokusných rostlin. Zbytek živného roztoku
uložíme do lednice pro pozdější stanovení počáteční koncentrace dusíku v
roztoku. Od okamžiku zasazení rostlin začínáme měřit dobu expozice rostlin v
roztoku. Nastavíme přiměřené provzdušňování roztoku v nádobkách a necháme
rostliny inkubovat několik hodin. Po skončení inkubace změříme objem živného
roztoku v každé z nádobek a pomocí nitrátové iontově selektivní
elektrody stanovíme koncentraci nitrátů v živném roztoku.
Stanovíme rovněž koncentraci NO3- i v původním (neexponovaném)
roztoku uloženém v lednici (= počáteční koncentrace). Kořeny měřených rostlin
uložíme do sáčku, řádně označíme a usušíme v
sušárně při 80 °C do konstantní hmotnosti.
Kalibraci nitrátové iontově selektivní elektrody udělejte pomocí koncentrační řady 0,075 - 0,15 - 0,3 - 0,6 - 0,9 - 1,2 - 1,5 - 1,8 - 2,1 - 2,4 - 2,7 - 3 mM nitrátů, připravené z 3mM KNO3 roztoku. Výsledný kalibrační graf závislosti napětí (mV) na koncentraci nitrátů (mM) má logaritmický průběh.
Specifickou rychlost příjmu NO3-
kořeny vypočtěte podle vztahu:
VP = ((c1 * V1) - (c2 * V2)) / (m * t)
VP - specifická rychlost čistého příjmu [µmol. g-1. h-1]
c1, c2 - koncentrace iontu v expozičním roztoku před a po expozici
[mmol. l-1]
V1, V2 - objem expozičního roztoku před a po expozici [ml]
m - hmotnost sušiny nebo čerstvé hmotnosti kořenů [g]
t - délka expozice [hod]