1.4.7. Поглощение корнем воды и передвижение ее в стебель (опыт, демонстрирующий корневое давление)

Цель опыта - показать, что корни не только поглощают воду, но и обеспечивают передвижение ее в стебель (корневое давление).

Объекты и оборудование. Несколько 1-2-недельных растений фасоли, растущих в почве, без признаков заболевания (пятнистости у основания стебля), или комнатные растения с неветвящимся основанием стебля толщиной 4-7 мм - плектрантус, колеус, пеларгония, бальзамин, фуксия и др.; лезвие безопасной бритвы, пластилин или резиновые баллончики от глазных пипеток, ножницы, стеклянные трубочки с оплавленными краями - от глазных пипеток или в виде отрезков в 5-6 см трубки с внутренним диаметром 4-5 мм (для опытов на фасоли), тонкие с просветом 1-3 мм, длиной 20-30 см, короткие, примерно 2 см, с отверстием несколько большим, чем толщина основания стебля (для опытов с комнатными растениями). При выращивании фасоли для данного опыта нельзя допускать пересыхания почвы, но вредно и избыточное увлажнение ее.

Постановка опыта. Первый вариант - с креплением трубки пластилином. В начале опыта тщательно разминают пластилин и скатывают из него "колбаску" толщиной 6-8 мм, длиной 4-5 см (тоньше и короче ее делают для фасоли, крупнее - для комнатных растений). Стебель растения на высоте 2-3 см от почвы охватывают пластилином в виде замкнутого кольца, слегка прижимая пластилин к стеблю. Затем часть пластилина осторожно смазывают с кольца на стебель вверх и вниз так, чтобы обеспечить прочное и абсолютно герметичное присоединение пластилина к стеблю - сделать конусовидную муфту для крепления трубки (рис. 7,2). Это удобно делать легкими, скользящими движениями пальца, при этом другой рукой стебель надо придерживать с противоположной стороны. Верхний край муфты должен гладко и незаметно (без щели и т. п.) переходить на стебель по всей окружности его. Желательно, чтобы верхняя конусовидная часть муфты была не более 1 см. Острой бритвой растение срезают на пенек над самым краем муфты (но не по пластилину, чтобы не замазать им срез стебля), надевают на пенек стеклянную трубку. Можно слегка вонзить трубку в пластилин, придерживая муфту снизу. Часть пластилина с муфты осторожно смазывают на трубку, герметично закрывая место их соединения (рис. 7,2). Короткие трубки сами хорошо держатся на растении, длинные надо укрепить в строго вертикальном положении, подвязав к палочке или проволоке, воткнутой в почву вазона.

Рис. 7. Постановка опыта с корневым давлением: в центре - общий вид опыта на растениях фасоли; 1,2 - последовательные этапы прикрепления трубочки к растению: 1 - посредством резинового наконечника, 2 - с помощью пластилина

При всех операциях пластилин, поверхность стебля, руки, трубки должны быть сухими (от воды), иначе не получится герметичное соединение, а следовательно и опыт.

Для комнатных растений, имеющих относительно толстый стебель, к пластилиновой муфте сначала крепится короткая переходная трубка подходящего диаметра, а уже в нее вставляется тонкая длинная трубка. В этом случае желательно ввести в короткую трубку воду (пипеткой, чтобы не замочить стенок трубки) - покрыть ею срез пенька. Тонкая трубка укрепляется герметично в короткой с помощью пластилина: им заполняется щель между трубками и промазывается по сухому место соединения.

Второй вариант постановки опыта - с креплением трубки посредством резинового баллончика от глазных пипеток. От баллончика отрезают закрытый конец длиной 1,5-2,0 см - для опытов с фасолью или 2-3 см - для опытов с комнатными растениями. В центре закрытого конца баллончика вырезают круглое отверстие диаметром 1-2 мм. Для этого надо сложить продольно дважды конец - дно баллончика и срезать ножницами небольшую,- самую крайнюю часть его. Получится трубочка с разными отверстиями на концах, с помощью которой к растению герметично присоединяется стеклянная трубка.

Чтобы надеть резиновую трубочку на пенек стебля фасоли, не повредив его, надо вставить в большее отверстие ее смоченный водой конец стеклянной трубки (от той же глазной пипетки или в виде отрезка диаметром около 0,5 см) и вдвигать стеклянную трубку, вращая, в резиновую до тех пор, пока малое отверстие у последней не растянется настолько, что можно будет надеть трубку на пенек растения (рис. 7, 1). Делать это надо быстро, иначе трубки могут "присохнуть" друг к другу. Если это произошло (и резиновая трубка не скользит по стеклянной), надо сделать все заново, предварительно вновь смочив конец стеклянной трубки (для этого достаточно опустить его в воду).

Растение срезают на пенек высотой в 2-3 см, быстро вставляют стеклянную трубку в резиновую, как описано выше, надевают на пенек и закрепляют на нем. Для этого удерживают одной рукой резиновую трубку, другой - вывинчивают из нее вверх стеклянную до тех пор, пока резиновая трубка не охватит плотно стебель (см. рис. 7,1). Если при этом стеклянная трубка выйдет целиком из резиновой, ее легко вставить вновь, не снимая резиновую трубку с растения. Небольшие отрезки и трубочки от глазных пипеток легко удерживаются на фасоли без дополнительного укрепления.

На комнатные растения с относительно жестким стеблем толщиной более 4 мм резиновая трубочка крепится иначе: ее предварительно смачивают изнутри водой и осторожно натягивают на пенек широким отверстием. Затем в узкое отверстие вставляют тонкую стеклянную трубку, конец которой предварительно смачивают водой. Длинную трубку подвязывают к палочке или проволоке, воткнутой в почву вазона.

После постановки трубки на растение тем или иным способом обильно поливают почву теплой водой (комнатной температуры или слегка подогретой) и помещают вазоны в более теплое место комнаты. Если в трубке имеется вода, надо отметить уровень ее (фломастером, кусочком пластилина). Верхнее отверстие трубки лучше прикрыть кусочком пластилина или ватой - для уменьшения испарения. В течение всего опыта необходимо поддерживать нормальную влажность почвы. Подъем жидкости в трубке при благоприятных условиях (температуры, влажности почвы, состояния растения) будет заметен через несколько часов, а через 1-2 дня он дает убедительный результат опыта. Чем тоньше трубка, тем больше высота подъема при всех равных условиях. Жидкость поднимается и удерживается в трубке до 7 дней и более - у крупных комнатных растений.

При демонстрации опыта выясняют, с какой целью и как был поставлен опыт, что получилось и о чем это говорит.

Вопросы на осмысление методики опыта. С какой целью на срезанный стебель растения укрепляют стеклянную трубку? Почему надо очень тщательно соединить трубку со стеблем? Зачем растение в опыте поливают теплой водой и ставят в теплое место? Что доказывает опыт с трубкой, укрепленной на пеньке срезанного растения?

Данный опыт обычно ставят без контроля. Если же в качестве контрольного поставить опыт на растении с мертвыми корнями, то можно будет показать учащимся, что корневое давление - свойство живых корней, живых тканей. Убить корни, не вызывая гниения их, можно крепким раствором поваренной соли или 5-10%-ным раствором селитры (им обильно поливают почву). Последний вариант хорош тем, что показывает учащимся недопустимость применения больших количеств минерального удобрения.