Metódy a použitá technika

Na tomto mieste uvádzame popis prístrojov použitých na meranie transpiračného prúdu, vodného potenciálu pôdy a tiež meteorologických parametrov. Experimentálne merania boli spustené v júni 2022. Aktuálne namerané dáta sú k dispozícii online
http://www.emsbrno.cz/p.axd/en/Margecany.BIOLAB__SK.html

Meranie transpiračného prúdu

Merania transpiračného prúdu prebiehali na dospelom 25 ročnom strome jablone domácej (Malus domestica), ktorej obvod kmeňa v mieste merania bol stanovený na 77,2 cm a výška stromu je 10 m. Meraný strom rastie v obci Margecany, v nadmorskej výške 320 m n. m. v mierne chladnom, mierne vlhkoVyhodnocované merania transpiračného prúdu prebiehajúceho v xyléme sme získali využitím metódy tepelnej bilancie pletív (THB method, ČERMÁK et al. 2004). Táto metóda umožňuje merať transpiráciu za predpokladu, že všetka voda, ktorá pretiekla xylémom je ďalej transpirovaná do atmosféry, pričom spotreba vody na biochemické procesy rastliny sa zanedbáva (iba veľmi malá časť, približne 2%). THB metóda spočíva na princípe namerania množstva tepla, ktoré je unášané prúdom vody cez vopred definovaný priestor vodivého xylému z celkového množstva tepla dodaného do tohto priestoru (METÓDY MERANIA EVAPORÁCIE A EVAPOTRANSPIRÁCIE). Transpiračný prúd meriame v jednotkách hmotnosti (objemu) vody za určitý čas na centimeter obvodu kmeňa, ktorý sa následne preráta vzhľadom na obvod kmeňa a hrúbku borky (kôry) a floému. Získané hodnoty sa ukladajú do pamäte = datalogera. Transpiračný prúd na pozorovanej drevine sme merali pomocou Sap flow senzoru SF 81 (Environmental Measuring Systems, Brno, Česká republika), ktorý pracuje s využitím THB metódy (Obr. 1). Inštaluje sa na kmene stromov väčšie ako 12 cm, do výšky minimálne 1 m od zeme, ale pod korunu dreviny. Sap flow senzor obsahuje tri elektródy, ktoré sa používajú ako svorky vedúce striedavý elektrický prúd do xylému. Tokom elektrického prúdu sa xylém okolo elektród zahrieva. Časť tepla sa odvádza do okolia tepelnou vodivosťou xylémového tkaniva, zvyšok je odvádzaný prúdom kvapaliny. Výpočet transpiračného prúdu je založený na množstve tepla odvádzaného tokom miazgy. Vypočítava sa z energie potrebnej na udržanie prednastaveného teplotného rozdielu medzi ohrievanou a neohrievanou časťou stonky (KUČERA et al. 1977, ČERMÁK et al. 2004). Meracie zariadenie sme inštalovali v júni 2022 (Príloha A), a tak sme v predkladanej práci mohli spracovať len údaje za necelú vegetačnú sezónu. Pred samotnou inštaláciou elektród a termočlánkov pomocou špeciálnej sady na to určenej, sme najprv zmerali obvod kmeňa a kmeň jablone, resp. jeho kôru sme očistili od suchých uvoľnených častí. Následne sme pomocou špeciálneho narážača podľa zmeny zvuku pri údere kladivom zistili hrúbku bórky a floému (v súlade s návodom na inštaláciu od výrobcu, Sap flow system EMS 81 Installation guide).

Monitoring počasia a pôdneho vodného potenciálu

Meteorologické údaje o slnečnom žiarení, teplote, vlhkosti vzduchu a zrážkach boli získané z kalibrovanej automatickej meteorologickej stanice (Environmental Measuring Systems (EMS), Brno, Česká republika). Stanica je vybavená snímačom teploty vzduchu (AT, °C; 2 m nad zemou) a relatívnej vlhkosti (RH, %; 2 m nad zemou) a snímačom globálneho žiarenia (Rs, W/m2; 2 m nad zemou) (EMS33S a EMS11S; EMS Brno, Česká republika). Zrážky (P, mm) sa merajú pomocou zrážkomera Pronamic Pro (Pronamic ApS, Skjern, Dánsko) vo výške 1 m nad zemou. Dáta sú ukladané v 20 minútových intervaloch do pamäte N2N a zároveň sú zasielané do cloud úložiska prostredníctvom SIM karty. Stanica je napájaná pomocou batérie napojenej na solárny panel.

Vodný potenciál pôdy sme merali pomocou datalogera SP3 a 3 senzorov, tzv. sadrových bločkov (Príloha B). Zariadenie meralo v pravidelných hodinových intervaloch a namerané údaje boli ukladané do internej pamäte. Zariadenie dokáže merať vodný potenciál len do hodnoty -1,44 MPa. Dáta sme pravidelne sťahovali pomocou komunikačného infračerveného IrDA/USB kábla a softvéru Mini32 do počítača. Meranie prebiehalo v hĺbke cca 10 cm.