PředmětyPředměty(verze: 978)
Předmět, akademický rok 2025/2026
   
Praktické cvičení z ekofyziologie rostlin - MB130T22
Anglický název: Practical training from plant ecophysiology
Český název: Praktické cvičení z ekofyziologie rostlin
Zajišťuje: Katedra experimentální biologie rostlin (31-130)
Fakulta: Přírodovědecká fakulta
Platnost: od 2025 do 2025
Semestr: letní
E-Kredity: 2
Způsob provedení zkoušky: letní s.:
Rozsah, examinace: letní s.:0/1, Z [TS]
Počet míst: neomezen
Minimální obsazenost: 5
4EU+: ne
Virtuální mobilita / počet míst pro virtuální mobilitu: ne
Stav předmětu: vyučován
Jazyk výuky: čeština
Poznámka: povolen pro zápis po webu
Garant: prof. RNDr. Jana Albrechtová, Ph.D.
Vyučující: prof. RNDr. Jana Albrechtová, Ph.D.
Rajdeep Ghosh, M.Sc.
Mgr. Zuzana Lhotáková, Ph.D.
Mgr. Eva Neuwirthová, Ph.D.
Mgr. Kristýna Štěpánová
Třída: Portable Photosynthesis System
Zařízení na měření vodního potenciálu - Schollande
Přenosný senzor pro měření rostlinných barviv
Je neslučitelnost pro: MB130P09
Anotace -
Cvičení probíhá blokově - v LS2025/2026 v termínu 18.-22.5.2026

Podrobnější rozvrh najdete v nabídce Soubory - 2026_MB130C22_Praktikum Ekofyziologie_harmonogram.pdf

Praktikum probíhá blokově (4-5 dní), obvykle v květnu nebo začátkem června. Zahrnuje 2 celé dny terénních a laboratorních měření v Botanické zahradě PřF UK a fyziologickém praktiku (B10, Katedra experimentální biologie rostlin, Viničná 5, dveře 205). Jeden den je věnovaný terénnímu výjezdu do blízkého okolí Prahy. Jeden den je rezervovaný na samostatnou práci - zpracování dat a přípravu prezentace výsledků. Poslední den dopoledne proběhne finální diskuse nad interpretací získaných výsledků.


Praktické cvičení z ekofyziologie rostlin dá studentům základy ke způsobu terénního a laboratorního výzkumu fyziologického stavu rostlin založeném na terénních odběrech. Během cvičení se studenti naučí, jak správně odebírat rostlinný materiál pro terénní studie měření, naučí se ovládat řadu metod a přístrojů pro určení fyziologického stavu rostlin, naměří si experimentální hodnoty u vlastnoručně odebraného materiálu a závěrem připraví prezentaci se závěry svých analýz.
Praktická cvičení budou probíhat v Botanické zahradě PřF UK a laboratorní měření v laboratoři týmu Ekofyziologie rostlin prof. Albrechtové. Téma praktického cvičení: Vybrané metody pro monitoring fyziologického stavu a vitality městských stromů.


Soupis úloh:
Úloha 1 (terén): Vitalita Smrku ztepilého
1a) Stanovení vitality na základě kritérií vývojových směrů pupenů
1b) Odhad obsahu chlorofylu v jehlicích na základě poměru fluorescence v 735 a 700 nm
Úloha 2 (botanická zahrada):Vztah biofyzikálních parametrů listů Lípy srdčité k jejich optickým vlastnostem
2a) Stanovení relativního obsahu vody (RWC), specifické listové plochy (SLA), relativního obsahu chlorofylu pomocí příručního chlorofylometru (hodnoty SPAD), stanovení antokyanů pomocí kapesního přístroje (CCM-100)
2b) Porovnání biofyzikálních parametrů listu z úlohy 2a s jeho optickými vlastnostmi, měření spektroradiometrem
2c) Denní dynamika vodního potenciálu (VP), stanovení VP pomocí Scholanderovy tlakové komory
Úloha 3 (botanická zahrada): Měření povrchové teploty listoví popínavých rostlin na zdi pomocí termografie


Dovednosti, které si studenti osvojí:
1. Zásady správného a úspěšného terénního odběru listoví,
2. Stanovení strukturálních parametrů vázaných na suchou hmotnost listu: Čerstvá hmotnost listu (FW), plocha listu (A), suchá hmotnost listu (DW), Listová hmotnost na plochu (LMA), Specifické listové plochy (SLA), Obsah sušiny v listu (LDMC), Obsah vody (LWC), množství vody na jednotku plochy (EWT). Případně určení relativního obsahu vody (RWC).
3. Stanovení vodního potenciálu: Pomocí Scholanderovy tlakové komory bude zjištěn vodní potenciál rostlin, vypovídající o hospodaření vody rostlinou.
4. Pozorování vitality stromů na základě kritéria vývojových směrů pupenů: Počítání pupenů s a bez růstového potenciálu a dosazení do vzorce – vizualizace vitality stromu
5. Detekce obsahu pigmentů (chlorofylu a antokyanů) s využitím kontaktních kapesních přístrojů (SPAD, CCM-300, CCM-100,),
6. Měření optických vlastností na úrovni listu pomocí spektroradiometru s kontaktní sondou: výpočet vegetačních indexů (VI) ze spektrální křivky vegetace. Cíl: Zobrazení spektrální křivky, výběr vhodného indexu pro odhad chlorofylu, LMA a EWT (nebo jiného vodního parametru), tvorba vztahu VI s biofyzikálními parametry z úlohy 2a) (Obsahem chlorofylu,SLA, obsahem vody.
7.Meření rychlosti fotosyntézy, gazometrický systém TARGAS

Poslední úprava: Lhotáková Zuzana, Mgr., Ph.D. (03.02.2026)
Literatura

Albrechtová, J., Kupková, L., Campbell, P.K.E., 2017. Metody hodnocení fyziologického stavu smrkových porostů, Geographica. ed. Česká geografická společnost, Praha.

Croft, H., Chen, J.M., Zhang, Y., 2014. The applicability of empirical vegetation indices for determining leaf chlorophyll content over different leaf and canopy structures. Ecological Complexity 17, 119–130. https://doi.org/10.1016/j.ecocom.2013.11.005

Neuwirthová, E., Lhotáková, Z., Albrechtová, J., 2017. The Effect of Leaf Stacking on Leaf Reflectance and Vegetation Indices Measured by Contact Probe during the Season. Sensors 17, 1202. https://doi.org/10.3390/s17061202

Main, R., Cho, M. A., Mathieu, R., O’Kennedy, M. M., Ramoelo, A., & Koch, S. (2011). An investigation into robust spectral indices for leaf chlorophyll estimation. ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing, 66(6), 751-761.

Coste, S., Baraloto, C., Leroy, C., Marcon, É., Renaud, A., Richardson, A.D., Roggy, J.-C., Schimann, H., Uddling, J., Hérault, B., 2010. Assessing foliar chlorophyll contents with the SPAD-502 chlorophyll meter: a calibration test with thirteen tree species of tropical rainforest in French Guiana. Ann. For. Sci. 5.

Dong, T., Shang, J., Chen, J.M., Liu, J., Qian, B., Ma, B., Morrison, M.J., Zhang, C., Liu, Y., Shi, Y., Pan, H., Zhou, G., 2019. Assessment of Portable Chlorophyll Meters for Measuring Crop Leaf Chlorophyll Concentration 20.

Donnelly, A., Yu, R., Rehberg, C., Meyer, G., Young, E.B., 2020. Leaf chlorophyll estimates of temperate deciduous shrubs during autumn senescence using a SPAD-502 meter and calibration with extracted chlorophyll. Annals of Forest Science 77, 30. https://doi.org/10.1007/s13595-020-00940-6

Jifon, J.L., Syvertsen, J.P., Whaley, E., 2005. Growth Environment and Leaf Anatomy Affect Nondestructive Estimates of Chlorophyll and Nitrogen in Citrus sp. Leaves. jashs 130, 152–158.https://doi.org/10.21273/JASHS.130.2.152

Kuhlgert, S., Austic, G., Zegarac, R., Osei-Bonsu, I., Hoh, D., Chilvers, M.I., Roth, M.G., Bi, K., TerAvest, D., Weebadde, P., Kramer, D.M., 2016. MultispeQ Beta: a tool for large-scale plant phenotyping connected to the open PhotosynQ network. R. Soc. open sci. 3, 160592. https://doi.org/10.1098/rsos.160592

Lhotáková, Z., Albrechtová, J., 2017. 12. Nespecifické indikátory fyziologického stavu listoví: laboratorní biochemické analýzy, in: Metody Hodnocení Fyziologického Stavu Smrkových Porostů. Česká geografická společnost, Praha, pp. 161–157.

Morley, P.J., Jump, A.S., West, M.D., Donoghue, D.N.M., 2020. Spectral response of chlorophyll content during leaf senescence in European beech trees. Environ. Res. Commun. 2, 071002. https://doi.org/10.1088/2515-7620/aba7a0

Pereyra, M.S., Davidenco, V., Núñez, S.B., Argüello, J.A., 2014. Chlorophyll content estimation in oregano leaves using a portable chlorophyll meter: relationship with mesophyll thickness and leaf age. Rev. Agronomía & Ambiente 34(1-2): 77-84.
Silla Fernando, Ana, G.-G., González-Molina Ma Esther, Mediavilla Sonia, Escudero Alfonso, 2010. Estimation of chlorophyll in Quercus leaves using a portable chlorophyll meter: effects of species and leaf age. Ann. For. Sci. 7.

Uddling, J., Gelang-Alfredsson, J., Piikki, K., Pleijel, H., 2007. Evaluating the relationship between leaf chlorophyll concentration and SPAD-502 chlorophyll meter readings. Photosynth. Res. 91, 37–46.https://doi.org/10.1007/s11120-006-9077-5

Literaturu na městské stromy dodáme před praktikem. 

 



Chlorofylmetry:
· https://www.optisci.com/assets/ccm-300_brochure.pdf
· https://www.force-a.com/wp-content/uploads/2019/09/BROCHURE-DUALEX-1.pdf
·https://www5.konicaminolta.eu/fileadmin/content/eu/Measuring_Instruments/2_Products/1_Colour_Measurement/6_Chlorophyll_Meter/PDF/Spad502plus_EN.pdf
· https://help.photosynq.org/instruments/multispeq-v2.0.html#getting-started

 

-IDB=Index DataBase = https://www.indexdatabase.de/ )

 

 

Poslední úprava: Albrechtová Jana, prof. RNDr., Ph.D. (18.02.2021)
Požadavky ke zkoušce

Podmínkou udělení zápočtu je prezentace vysledků měření a aktivní účast v diskusi na závěrečném hodnocení výsledků.

Poslední úprava: Lhotáková Zuzana, Mgr., Ph.D. (30.01.2026)
Sylabus - angličtina

Soupis úloh:

Úloha 1: Vitalita Smrku ztepilého

1a) Stanovení vitality na základě kritérií vývojových směrů pupenů

1b) Odhad obsahu chlorofylu v jehlicích na základě poměru fluorescence v 735 a 700 nm

Úloha 2:Vztah biofyzikálních parametrů listů Lípy srdčité k jejich optickým vlastnostem

2a) Stanovení relativního obsahu vody (RWC), specifické listové plochy (SLA), relativního obsahu chlorofylu pomocí příručního chlorofylometru (hodnoty SPAD), stanovení antokyanů pomocí kapesního přístroje (CCM-100)

2b) Porovnání biofyzikálních parametrů listu z úlohy 2a s jeho optickými vlastnostmi, měření spektroradiometrem

2c) Denní dynamika vodního potenciálu (VP), stanovení VP pomocí Scholanderovy tlakové komory

Úloha 3: Srovnání fotosyntetické aktivity slunných a stinných listů pomocí gazometrického systému TARGAS

                Zájemcům bude nabídnuta možnost participovat v terénním odběru v letních měsících v rámci řešeného grantového projektu.

Praktikum je plánováno na 13 hodin v semestru a bude probíhat ve 3 týdnech.
• V 1. týdnu: přednáška (2 vyučovací hodiny) o základech měření markerů fyziologického stavu rostlin - "big picture" - ekofyziologie a spektroskopie na různých úrovních, využití „leaf traits“ pro ekofyziologický výzkum. Zadání literatury ke samostudiu a zadání tématu (projektu) cvičení, aby bylo zřejmo, na co se v zadané literatuře soustředit.
• V 2. týdnu: 3x3 vyučovací hodiny (možná i více na dokončení analýz) – odběry v Botanické zahradě, měření.
• V 3. týdnu: 2 vyučovací hodiny: závěrečné prezentace studentských výsledků

Poslední úprava: Albrechtová Jana, prof. RNDr., Ph.D. (07.02.2022)
Výsledky učení

Praktický kurz poskytuje studentům základy terénního a laboratorního výzkumu fyziologického stavu rostlin. Cílem je osvojení metodiky odběru materiálu, ovládání pokročilých přístrojů a schopnost interpretovat naměřená data v kontextu vitality dřevin a environmentálních stresů.

Kognitivní cíle a výstupy:

1. Znalost a porozumění (Knowledge & Understanding)

Student po absolvování kurzu dokáže:

  • Definovat a vysvětlit koncept vitality u dřevin jako schopnost přežít stres a regenerovat asimilační aparát, konkrétně na příkladu vývojových směrů pupenů smrku ztepilého (Picea abies).
  • Popsat principy interakce elektromagnetického záření s listem, včetně kvantitativního podílu odraženého (reflektance), pohlceného (absorbance) a procházejícího (transmitance) záření v závislosti na vlnové délce a struktuře listu.
  • Objasnit fyzikální podstatu vodního potenciálu jako ukazatele energetického stavu a zásobenosti rostliny vodou, který určuje směr a sílu toku vody v systému půda-rostlina-atmosféra.
  • Vysvětlit mechanismy disipace tepelné energie u rostlin, zejména rozdíl mezi chladicím efektem transpirace (latentní teplo) a vlivem stínění vícevrstvou korunou.

2. Aplikace a analýza (Application & Analysis)

Student je schopen:

  • Provádět metodicky správný odběr vzorků větví v terénu s ohledem na světelný gradient v koruně, horizontální variabilitu a manipulaci se vzorky pro následné analýzy.
  • Kvantifikovat strukturní a biofyzikální parametry listů, jako jsou specifická listová plocha (LMA/SLA), relativní obsah vody (RWC) a obsah sušiny, a analyzovat jejich vztah k fyziologickému stavu.
  • Měřit optické vlastnosti listů pomocí spektroradiometru s kontaktní sondou a vypočítat relevantní vegetační indexy (např. NDVI, Vogelmannův index) pro nedestruktivní odhad obsahu pigmentů či vody.

3. Syntéza a hodnocení (Synthesis & Evaluation)

Student prokazuje schopnost:

  • Kriticky vyhodnotit fyziologický stav a vitalitu dřevin (např. rodu Tilia) v kontrastních podmínkách městského prostředí na základě integrace dat o vodním potenciálu, obsahu pigmentů a meteorologických veličin (RH, T).
  • Interpretovat výsledky termovizního snímkování a posoudit vliv vegetace na lokální mikroklima skrze analýzu rozdílů teploty povrchů rostlinných a nerostlinných objektů oproti teplotě okolního vzduchu.
  • Syntetizovat naměřená data do uceleného výstupu a prezentovat závěry svých analýz v odborné diskusi, přičemž dokáže obhájit zvolené metodické přístupy a interpretace.

Metody ověřování výsledků učení

Dosažení výše uvedených výstupů je vychází z aktivní účasti na terénních odběrech a laboratorních měřeních. Výsledným hodnocením je skupinová prezentace a diskuse výsledků, kde studenti prokazují schopnost propojit teoretické znalosti z povinné literatury s vlastními experimentálními daty.

Poslední úprava: Lhotáková Zuzana, Mgr., Ph.D. (30.01.2026)
 
Univerzita Karlova | Informační systém UK