Water transpiratie van planten (Coachlab)

Datum: Maart 2007

Principe:

Een relatieve vochtigheidssensor gebruiken om aan te tonen dat een blad water zweet.

Materiaal:

  • Coachlab II met PC
  • Humidity sensor (025i)
  • Temperatuursensor (0511)
  • plastic bekers
  • water
  • plantenblad
  • plastic plaatje
  • stokje


Uitvoering:

  • Bouw de "klimaatkamer" op zoals in nevenstaande foto is weergegeven.
  • Plaats een plastic plaatje in de klimaatkamer dat zorgt voor een goed sluitende scheiding tussen de luchtkamer en de waterkamer.
  • Snij gaten in de deksel voor toegang door beide sensors. Laat de relatieve vochtigheids sensor zo goed als maar mogelijk is in het gad passen.
  • Maak een gat in het plastic plaatje zodat daardoor de stengel van het blad gestoken kan worden.
  • Verbind de sensoren met coachlab
  • Stel het meetpaneel in zoals weergegeven in onderstaande screenshot.
  • Voer meting uit gedurende 10 minuten.
  • Meet achtereenvolgens:
     - een lege beker
     - onderste compartiment gevuld met
        water maar met een stokje in het
        gaatje
     - geen stokje in het gaatje
     - plantenblad in het gaatje
  • Exporteer na elke meting de resultaten als DIF file.
  • Herhaal deze metingen maar gebruik dan rode kleurstof.
  • Importeer de dif files in een excel sheet en bewerk de resultaten.

Meetresultaten en uitwerking:

De meetresultaten zijn opgeslagen in de file: resultaten.xls

Geven we de resultaten grafisch weer dan krijgen we de volgende grafiek:

Discussie:

Bij een min of meer constant blijvende temperatuur kunnen we waarnemen dat vergeleken met de controleexperimenten de relatieve vochtigheid sterk toeneemt op het moment dat een blad in de klimaatkamer wordt gestopt.

De reproduceerbeerheid van de experimenten valt echter een beetje tegen. Elk experiment gaf zijn eigen curve.

Transpiratie is bij planten de motor waarbij water als het ware van de wortels door de stengels in de bladeren getrokken wordt. Planten gebruiken het water voor fotosynthese maar ook voor structurele ondersteuning. Bij een gebrek aan water verschrompelt de plant. De waterafgifte vind op het blad plaats via de huidmondjes (Stomata).

Conclusie:

  • De coachlab meting mbv de relatieve vochtigheids sensor laat zien dat planten bladeren water uitademen.

Opmerkingen:

  • Ik heb een controle experiment proberen uit te voeren waarbij ik eerst het blad met vaseline besmeerde en vervolgens de meting wederom uitvoerde. de gedachte hierachter was dat de vaseline de huidmondjes zou dichtsmeren waardoor er geen water meer kon vrijkomen. Gedurende de meting zou men dan geen toename in relatieve vochtigheid waarnemen. Dat was echter niet het geval. Waarom dit experiment mislukte is me niet helemaal duidelijk aangezien dit een procedure is die in enkele van de literatuurreferenties wordt aanbevolen.

  • Men kan het experiment ook uitvoeren door twee plastic bekers op elkaar te plaatsen met daartussen een kartonnen plaatje.

  • Men kan deze experimenten ook uitvoeren als functie van de lichtintensiteit. Bij welke lichtintensiteit zweet de plant het meest?

  • De beker die ik hier als klimaatkamer gebruik werd in een tuincentrum gebruikt voor plantjes.

  • Het water wordt vnl uitgeademend via de onderkant van het blad via de huidmondjes. Dit kun je aantonen met Cobaltchloride papiertjes (doop 2 strookjes filtreerpapier in een cobaltchloride oplossing en laat ze drogen). Cobaltchloride papiertjes zijn nl blauw maar kleuren roze als ze blootgesteld worden aan vocht. Neem twee microscoopglaasjes, twee cobaltchloride papiertjes en twee klemmetjes. Plaats aan elke kant van een blad een cobaltchloride papiertje. Plaats er een mircoscoopglaasje overheen en klem de glaasjes vast. Het cobaltchloride papiertje aan de onderkant van het blad zal sneller roze kleuren.
    (Dit principe wordt ook toegepast bij silicagel korrels die men gebruikt om te drogen. In droge toestand zijn ze blauw, in natte toestand zijn ze roze).

  • Andere facetten die men kan onderzoeken zijn:
     1. Invloed van de hoeveelheid licht op de transpiratie.
     2. Invloed van het type blad (harig, schijnend, zilverachtig, etc.).
     3. Invloed van de kleur van het licht.

Literatuur:

  • Dr. H.H. Kreutzer; 'Plantkunde deel 1'; 16de druk; Noordhoff; 19??; p. 126-128.

  • Dr. J. Hamacher; 'Biologie fur Jedermann'; 4de druk; Kosmos; 1934; p. 18-22.

  • Michael Gabb, Michael Chinery; 'Het plantenrijk - Grondslagen van de plantkunde'; Nationale Uitgeverij; 1966; p. 14-17.

  • Cyril Bibby; 'Biologie als hobby'; Ruys; 19??; p. 144-156.

  • D.G. Mackean; 'Inleiding tot de biologie'; 6de druk; Wolters-Noordhoff; 1969; ISBN 9001568009; p. 81-84.

Relevante websites:

Minder relevante websites:

Achtergrondinformatie:

Een plantenblad is aan zowel de boven- als aan de onderkant bedekt met een dekweefsel (de opperhuid) die maar een cellaag dik is. De celwanden aan de buitenkant zijn meestal bedekt met een vettige laag die het blad goed afsluit zodat er zo weinig mogelijk water via de porien verdampt.  Verdamping van water is echter ook een van de motoren die voor het watertransport door de plant zorgen. Verdamp er een beetje water via een blad dan wordt de waterkolom in de houtvaten een beetje omhoog getrokken (analoog aan het opzuigen van limonade door een rietje). Voor de plant is het echter ook belangrijk om ervoor te zorgen dat deze water verdamping gecontroleerd verloopt. Er mag door de bladeren niet meer water verdampt worden dan via de wortels kan worden aangevoerd. Bij droog weer is het nodig om de verdamping af te remmen, anders zou de plant verdorren doordat het water dan van de plantencellen ontrokken wordt. Bij nat weer is het nodig om de verdamping te bevorderen. Aangezien de lucht dan verzadigd is met water verloopt de verdamping veel moeizamer (de drijvende kracht is dan kleiner). De huidmondjes in het blad regelen de waterverdamping. Bij droog weer gaan ze dicht, bij nat weer gaan ze open.
Je kan de huidmondjes als het ware voorstellen als twee boonvormige lippen. Als de omringende bladcellen goed van water zijn voorzien dan zijn deze twee boontjes stijf opgezwollen en laten ze een klein spleetje open staan. Hierdoor kan het overtollige water verdampen. Bevatten de cellen te weinig water dan krimpen ze een beetje zodat ze elkaar raken waarbij de opening gesloten wordt.
Het aantal huidmondjes per blad verschilt van plant tot plant en beslaat een bereik ban 50 to 1000 per millimeter. Men heeft uitgerekend dat er ca. 13 miljoen huidmondjes op een zonnebloemblad aanwezig zijn. Het verdampingpotentieel is dus erg groot. Een berkeboom met zo'n 200000 bladeren verdampt ca. 300 liter water per dag.

06-05-2007