Кіріспе
Өсімдіктер таратып тарататын су мөлшерін есептейтін құрылғы. Лизиметр (грек тілінен λύσις – «босату» және «метр» жұрнағы) – топыраққа толтырылған цилиндр пішіндес ыдыстар, олар топырақ арқылы су мен материалдың қозғалысын зерттеу үшін қолданылады. Лизиметрлер әртүрлі тереңдікте әртүрлі өлшеу сенсорларымен жабдықталуы мүмкін (мысалы, топырақ температурасы, судың тартылу күшін өлшеуге арналған тензиометр). Лизиметрдегі топырақ монолит түрінде (яғни, бір бөлікпен) жиналады немесе сынама алынған жердегі әртүрлі қабаттардан құрастырылуы мүмкін. Көптеген лизиметрлердің төменгі жағында сүзіліп өтетін суды жинап, оны уақыт өте келе талдауға мүмкіндік беретін тесік болады. Лизиметрлер өсімдіктердің (әдетте, егістік дақылдары немесе ағаштар) шығаратын нақты булану мөлшерін өлшеу үшін қолданылады. Жерге түскен жауын-шашын мөлшерін және топырақ арқылы жоғалған су мөлшерін тіркеу арқылы булануға кеткен су мөлшерін есептеуге болады. Лизиметрлер екі түрлі болады: салмақты және салмақсыз.
A lysimeter (from Greek λύσις (loosening) and the suffix meter) are cylindrical containers filled with soil, which can be used to study the transport of water and material through the soil. Lysimeters can be equipped with different measuring probes at different depth (e. g., soil temperature, tensiometer for measuring water tension). The soil contained in the lysimeter can either be collected as a monolith (i. e., in one piece) or be reconstructed from the different layers present at the sampling site. Most lysimeters contain an opening at the bottom allowing the leachate to be collected and analyzed over time. Lysimeters can be used to measure the amount of actual evapotranspiration which is released by plants (usually crops or trees). By recording the amount of precipitation that an area receives and the amount lost through the soil, the amount of water lost to evapotranspiration can be calculated. Lysimeters are of two types: weighing and non weighing.
Жалпы қолданысы
Лизиметр өсімдіктердің топырақтың үлкен резервуарында өскен кезде ең дәл нәтижелерді береді, бұл жауын-шашын мөлшерін және топырақ арқылы кеткен суды оңай есептеуге мүмкіндік береді. Булану арқылы жоғалған су мөлшерін жауын-шашыннан бұрынғы және кейінгі салмақтың айырмасын есептеу арқылы анықтауға болады. Шаруашылық дақылдары үшін лизиметр дала жағдайларын жақсы бейнелей алады, себебі құрылғы зертханадан тыс орнатылып, қолданылады. Мысалы, салмақты өлшеуге арналған лизиметр топырақ ылғалдылығының жоғалуын (сондай-ақ жауын-шашыннан түскен пайданы) анықтау үшін егістіктегі топырақтың үлкен бөлігін үнемі өлшеу арқылы дақылдардың қанша су жұмсайтынын көрсетеді. Оның қолданылуының бір мысалы – алма өсіретін дәстүрлі аймақтарда жауын-шашын азаюына байланысты климаттың өзгеруіне бейімделу мақсатында жаңа ксерофиттік алма ағаштарының сорттарын әзірлеу. Аризона университетінің Biosphere 2 жобасы Honeywell, Inc. компаниясының 30 дана 220 000 және 333 000 фунт (шамамен 100 000 және 150 000 кг) сыйымдылығы бар бағаналық жүктемелі элементтерін пайдалана отырып, әлемдегі ең үлкен салмақты өлшеуге арналған лизиметрлерді жасады, бұл Landscape Evolution Observatory жобасының бір бөлігі болды.
Тұтас өсімдіктердің физиологиялық фенотиптерін анықтау жүйелерінде қолдану
Қазіргі таңға дейін физиологиялық негіздегі жоғары өнімді фенотиптеу жүйелері (олар өсімдіктердің функционалдық фенотиптеу жүйелері деп те аталады), топырақ-өсімдік-атмосфера үздіксіздігіндегі (SPAC) өлшемдермен және өсімдіктердің үздіксіз және өзгермелі қоршаған орта жағдайларына реакцияларын модельдеумен бірге қолданылып, өсімдік стресіне жауап беруді жақсырақ түсіну және сипаттау үшін фенотиптеу құралы ретінде пайдалану мақсатында одан әрі зерттелуі керек. Бұл жүйелерде (гравиметриялық жүйелер деп те аталады) өсімдіктер салмағы жоғары жиілікте өзгеретін ыдыстарға орналастырылады және лизиметрлер арқылы өлшенеді. Бұл деректер жылыжайдағы радиация, ылғал және температура сияқты қоршаған орта параметрлерінің өлшемдерімен, сондай-ақ топырақтағы су жағдайымен біріктіріледі. Топырақтың салмағы және өсімдіктің бастапқы салмағы сияқты алдын ала өлшенген деректерді пайдалану арқылы стоматтық өткізгіштік, өсу жылдамдығы, транспирация және топырақтағы су мөлшері, сондай-ақ өсімдіктің динамикалық мінез-құлқы туралы көптеген фенотиптік деректерді алуға болады, мысалы, өсімдіктер стоматтық өткізгіштігін төмендету арқылы стресске жауап бере бастайтын топырақтағы судың ɵ нүктесі. Иерусалимдегі Еврей университетінің Ауыл шаруашылығы факультеті бір мезгілде 500-ден астам сынаманы тексеруге мүмкіндік беретін ең озық функционалдық фенотиптеу жүйелерінің біріне ие.
Темір жол лизиметрі
Лизиметрді сонымен қатар белгілі бір топырақ түрлеріндегі заттардың ыдырау үлгілерін зерттеу үшін де қолдануға болады. Мысалы, лизиметрлерді теміржол материалдарымен толтыру мүмкін. Атап айтқанда, Швейцарияның Вэденсвил қаласында 10 лизиметр теміржол жолдарының топырағында гербицидтердің ыдырауын зерттеуге пайдаланылады. Зерттеушілер лизиметрлерді әртүрлі теміржолдардан алынған материалдармен толтыру арқылы осы нақты ортадағы жағдайларды модельдеуге қол жеткізеді.
Тарих
1875 жылы Массачусетс штатынан келген ботаник Эдвард Льюис Стюртевант АҚШ-та алғашқы лизиметрді құрастырды.