Порівняльні дослідження реакції розсади модрини та берези від двох джерел на дефіцит води

Анотація

Передумови

Очікується, що ранні стадії розвитку рослин стануть головним вузьким місцем для вербування. Інформація про реакцію розсади на очікувану наявність води надзвичайно потрібна в регіонах, де саджанці дерев можуть частіше відчувати дефіцит води. У цій роботі ми зупинились на впливі дефіциту води на різні види (модрина проти берези) та походження (ксерик проти мезик).

Методи

Модрина принца Руппрехта (Larix gmelinii змінний. principis-rupprechtii (Mayr) Pilg.) Та біла береза (Betula platyphylla Сукачев) з північного Китаю були обрані для представлення ксеричного походження. Модрина східна (Larix laricina (Du Roi) К. Кох) та паперової берези (Betula papyrifera Маршалл) зі східної Канади були обрані для представлення мезичного походження. Для кожного виду половина саджанців була призначена на добре политу обробку (WW, 75% вмісту води) (WHC), а інша половина - на обробку з низьким рівнем води (LW, 35% WHC). Після 20 тижнів обробки, ми зібрали дані про морфологічні показники висоти пагонів, діаметра кореневої шийки, загальної площі листя та загальної площі кореня; виміряли швидкість фотосинтезу (A sat), швидкість транспірації (Е), ефективність використання фотосинтетичної води (WUE) і очевидна концентрація хлорофілу (Хл); зібрали розсаду та виміряли виділення біомаси листя, стебла та кореня.

Результати

Ми виявили, що знижена швидкість фотосинтезу, швидкість транспірації та підвищена ефективність використання води були фізіологічними реакціями чотирьох видів на посуху, і реакція різнилася у різних видів. Усі саджанці модрини не линяли, вижили після обробки посухи і показали більшу тривалість та високу толерантність до посухи. В умовах низької води рівень виживання, біомаса, висота пагонів, діаметр кореневої шийки, загальна площа листя, загальна площа коренів та концентрація хлорофілу в саджанцях берези значно зменшились. Реакція розсади на дефіцит води також відрізнялася залежно від походження насіння. Ксеричне походження модрини принца Руппрехта було постраждало більше, ніж мезичне походження модрини східної, головним чином тому, що модрина принца Руппрехта виникла в більш вузькому діапазоні гірських регіонів, що призвело до нижчої адаптації цього виду до дефіциту води, тоді як східна модрина була широко поширена вздовж прибережних районів, сприяючи підвищенню фенотипової пластичності до змінних умов ґрунту. Подібним чином, більша пластичність паперової берези може бути причиною її кращих показників при обробці з низьким рівнем води, ніж біла береза.

Висновки

Саджанці модрини були менш чутливими до дефіциту води, ніж саджанці берези. Саджанці модрини були характеристиками консервативної стратегії використання води, тоді як розсада берези відповіла розгульною стратегією використання води. Пластичність або адаптація розсади переважає походження насіння при визначенні реакції на посуху.

Передумови

Виживання розсади часто вважається найважливішим фактором, що впливає на вербування, який суттєво вплине на процеси та динаміку розвитку лісових насаджень у майбутньому (Cai et al. 2013; Xiang et al. 2016), а також виявлено значний кліматичний вплив на вербування дерев. Встановлено, що температурні умови, пов'язані з наявністю води, є важливим визначальним фактором, що впливає на вербування дерев у напівприродних умовах Larix-Picea-Abies ліси на північному сході Китаю (Xiang et al. 2016). Сибірські модринові ліси в Центральній Азії зазнали відсутності регенерації, що пов’язано зі зменшенням літніх опадів під час зміни клімату (Дуламсурен та ін., 2010; 2013). Смертність дерев від посухи виявилася більш вірогідною як для молодих, так і для старих дерев. Саджанці є найбільш критичною стадією розвитку, оскільки вони вразливіші до екологічних обмежень, ніж дорослі дерева через їх погано розвинену кореневу систему (Allen et al. 2010; Walck et al. 2011; Galiano et al. 2013). Отже, терміново потрібна інформація про реакцію розсади на очікуване зменшення доступності води, особливо в регіонах, які можуть відчувати частіші дефіцити води у найближчі десятиліття (Walck and Dixon 2009; Baeten et al. 2010; Walck et al. 2011).

У цій роботі ми відібрали модрину принца Руппрехта та білу березу китайського насіннєвого походження, східну модрину та паперову березу канадського насіннєвого походження для порівняння реакцій на посуху. Розглядаючи різні оригінальні середовища існування двох пар видів, ми припустили, що: (i) на ріст саджанців берези, швидше за все, впливатиме дефіцит води, ніж у саджанців модрини; та (ii) саджанці модрини та берези, що походять із ксеричного регіону, будуть рости краще, ніж саджанці з мезикального регіону у відповідь на дефіцит води.

Методи

Вивчіть види та походження насіння

Дві пари видів модрини та берези були відібрані відповідно зі Східної Канади та Північного Китаю для відображення мезичного та ксеричного походження місцевості, географічного ареалу та місцезнаходжень, рис. 1.