A gyomnövények szaporodásbiológiája Magvakkal történő szaporodás

Az előadások a következő témára: "A gyomnövények szaporodásbiológiája Magvakkal történő szaporodás"— Előadás másolata:

1 A gyomnövények szaporodásbiológiája Magvakkal történő szaporodás
mag → terjeszkedés, túlélés, tápanyagforrás, új genetikai kombinációk lehetősége A gyomnövények magprodukciója függ faji tulajdonságoktól környezeti tényezőktől intraspecifikus kompetíciótól kártevőktől, betegségtől herbicidektől Stresszhelyzetben lerövidülhet az életciklus Kaszálás után néhány nappal bekövetkezhet a magérlelés

2 A néhány gyomnövény maghozama
Növényfaj neve szőrös disznóparéj Egyedenkénti magszám fehér libatop 72 450 pásztortáska 38 500 nagy útifű 36 150 fodros lórom 29 500 közönséges kakaslábfű 7 160 parlagfű 3 380 vadrepce 1 700 mezei aszat 680 Pipacs toktermések száma 4-400, magvak száma egy termésben: 2000

3 A gyommagvak életképessége
Talaj gyommagtartalma → potenciális veszélyforrás Beal-féle százéves tartamkísérlet ( ): 23 faj magját 90 cm mélységben tárolta 5-10 évenként magot csíráztatta legtöbb gyommag kb. 30 évig életképes

4 A magvak életképességének alakulása Beal tartamkísérletében
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 konkoly fakó muhar + tyúkhúr pásztortáska nagy útifű parlagfű kövér porcsin szőrös disznóparéj borsos keserűfű fodros lórom molyűző ökörfarkkóró

5

6 Duvel 39 éves tartamkísérlete
107 faj magját 20, 55, 105 cm mélységben tárolta 39 év után: 36 faj magja életképes, ezek többnyire gyomnövények voltak A végső értékeléskor csírázóképességük meghaladta a 15 %-ot: parlagfű, sövényszulák, csattanó maszlag, fekete csucsor, selyemmályva, molyhos ökörfarkkóró,

7 Kozma 5 éves tartamkísérlete
14 faj gyomnövény magját tárolta 8, 15, 30, 50 cm mélységben, homok- és agyagtalajban A fajok zöménél agyagtalajon jobb az életképesség A csíkos bükköny életképessége homoktalajon jobb A porcsin keserűfű és a bolondító beléndek életképessége a két talajtípuson közel azonos

8 Stonville-i 50 éves tartamkísérlet
20 gyomnövény magját, 8-23 és 40 cm mélyre helyezte A kakaslábfű magjainak 50%-a, a tyúkhúr magjainak 5,5%-a életképes Lueschen és Anderson talajművelés kísérlete − A selyemmályva magjainak csírázóképessége 4 év múlva művelt területen 9%, nem művelt területen 27%

9 Milberg herbáriumi gyűjtése:
129 éves cseh gólyaorr London bombázása: 227 éves selyemakác Etnobotanikai kutatások: 620 éves Canna compacta Régészeti feltárások: 1700 éves fehér libatop 17 faj túlélőképessége 600 évnél is hosszabb

10 A magnyugalom típusai Exogén Endogén fény fejletlen embrió oxigénhiány
magas széndioxid szint hőmérséklet nedvesség kötött talaj tápanyagok Endogén fejletlen embrió impermeábilis maghéj vízzel szemben gázokkal szemben mechanikailag Inhibitorok abszcizinsav A magnyugalom hossza fajon belül is változó lehet

11 A környezeti tényezők hatása a csírázásra
A magvak mélysége a talajban: A mélység növekedésével csökken a csírázási erély Meghatározó a magvak nagysága 5 mg-nál nagyobb tömegű magvak 10-15 cm-nél mélyebbről is csíráznak Fényigényes magvak: 1 cm-es mélységből csíráznak A szántóföldi fajok 90%-a a talaj felső 5 cm-ében van

12 A hőmérséklet hatása: Inkább módosító, nem indító faktor
Téli egyévesek: 4-14 °C Nyári egyévesek: 8-30 °C A magvak érettségétől is függ Változó hőmérséklet kedvezőbb Dormancia megszűnéséhez Nyári egyévesek: hideghatás Téli egyévesek: hőhatás szükséges

13

14 A fény hatása: Pozitív fotoblasztikus Meghatározó:
Köz. cickafark, disznóparéjfajok, parlagfű, libatopfajok, vadmurok, galajfajok, muharfajok, pipacs Meghatározó: intenzitás, spektrum (660 nm), tartam Hőmérséklet befolyásolhatja Negatív fotoblasztikus Nem fotoblasztikus A fényérzékenység az életkor előrehaladtával csökkenhet

15 A víz, a talaj és a nitrát szerepe:
Szárazságstressz tűrők: ragadós galaj, réti ecsetpázsit Talaj: kötöttség vízmegtartó képesség tápanyagok hőmérséklet Nitrát: elősegíti a gyommagvak csírázását

16 Néhány gyomfaj csírázási időszaka

17 Magbank vizsgálatok A talaj gyommagkészlete
– mag / m2 a felső 20 cm-es rétegben → potenciális veszélyforrás Magbank: Harper: a talajban eltemetett, életképes magvak összessége Roberts: + a talaj felszínén található magvak Magvak lehetnek még: - a lombkoronában - ágvillában - kéregrepedésben - vízben - madárfészekben

18 Bevétel: maghullás, magvándorlás Kivétel: csírázás, elhalás, zsákmány
„A magbank azon természetes módon előforduló magvak összessége, amelyek anyagcseréjük vonatkozásában anyanövényeiktől már függetlenné váltak és emellett vagy csírázóképesek, vagy ezt a képességet a jövőben elnyerik.” Magbankja minden nyitva- és zárvatermőfajnak van, kivétel: meddő hibridek, elevenszülő növények Bevétel: maghullás, magvándorlás Kivétel: csírázás, elhalás, zsákmány A magbank vizsgálatának jelentősége: - „váratlan” fajmegjelenések - magforrás - regenerációs képesség - magbank típus

19 mageső csírázás Aktív magbank Dormans magbank predáció magpusztulás

20 Mintavétel mélység: 0-5 cm, 5-10 cm térfogat:
Ált. elég 10 cm mélységig Apró magvak akár 150 cm mélyen is előfordulhatnak Inverzió talajforgatás eredményeként kialakulhat térfogat: gyomtársulás: 400 cm3 gyepek: cm3 klímax erdőtársulás: cm3 időpont: max.: október, min.: május Kisebb részminták sokaságát alkalmazzuk

21

22

23 A minták feldolgozása Üvegházi hajtatás Mintavétel
Kiszárítás, elmorzsolás, gyökerek, gumók eltávolítása Hideghatás alkalmazása, tárolás Csíráztatás: virágföldön vagy homokon 3-4 hónapig Csíranövény határozás

24

25

26 A minták feldolgozása Fizikai elválasztás Életképesség vizsgálat
Nehézoldatos elkülönítés (K2CO3, Na2CO3, CaCl2) Felülúszó leszűrése, maghatározás, életképesség vizsgálat Átmosó szűrés Szitán történő átmosás, maghatározás, életképesség vizsg. Kifújatás Légáram alkalmazása, maghatározás, életképesség vizsg. Életképesség vizsgálat Magvak elvetése, csíráztatás TTC festés (2,3,5-trifenil-tetrazólium-klorid) Látszólagos életképesség vizsgálat

27 Hajtatásos módszer Fizikai elválasztás Könnyű határozni
Nem pénzigényes, nem eszközigényes Több évig futhat 1 csíranövény = 1 jó mag A fajszámot jobban becsli Időigényes Helyigényes Eltérő csírázási körülmények szükségesek Alábecsli a magbankot Fizikai elválasztás A vizsgálat gyors Nem helyigényes Sok minta feldolgozható Nem függ az eltérő csírázási feltételektől A denzitást jobban becsli Nehéz határozni Kicsi magvak elvesznek Eszköz- és munkaigényes Életképesség vizsgálat kell Túlbecsli a magbankot

28 Magbank típusok Thompson 1993 Grubb 1988
Tranziens: a magvak max. 1 évig életképesek Rövid távú perzisztens: az életképesség 1 évnél tovább, de legfeljebb 5 évig tarthat Hosszú távú perzisztens: az életképesség 5 évnél is tovább megmarad Grubb 1988 „disturbance-broken” „risk-spreading” „weather-dependent”

29 hosszú távú perzisztens (3) VFA, F>A rövid távú perzisztens (2) VF
Előfordulási mód Magbank típus VFA, F≤A; hosszú távú perzisztens (3) VFA, F>A rövid távú perzisztens (2) VF tranziens (1) VA FA, F≤A FA, F>A V F A A fajok besorolása magbank típusokba az előfordulási módok szerint (Thompson, 1993 nyomán) V: a felszíni vegetációban van jelen; F: a felső talajrétegben van jelen; A: az alsó talajrétegben van jelen

30 Magbank adatbázisok (Csontos 2001, 2010)
2378 taxon: I, II, III. adatbázis (I) méréseken alapuló magalak- és magtömegadatbázis, A magalakot a megnyúltság „H” és a lapultság „L” értékek jellemzik (II) kategorizált magtömeg-adatbázis, nyolc ezermagtömeg-kategória: 1: ≤0,2 gramm; 2: 0,21–0,50 g; 3: 0,51–1 g; 4: 1,01–2 g; 5: 2,01–4 g; 6: 4,01–10 g; 7: 10,1–50 g és 8: 50 g felett. (III) magbanktípus-adatbázis 1: tranziens, 2: rövid távú perzisztens, 3: hosszú távú perzisztens (IV) magterjesztésimód-adatbázisba 2411 taxon anemochoria (an), anthropochoria (ar), autochoria (au), endozoochoria, (en), epizoochoria (ep), hydrochoria (hy), myrmekochoria (mm) és zoochoria (zo).

31 Magbank adatbázisok Alkalmazási példák az adatbázisok használatára
Szukcesszió későbbi állapota → nagyobb magsúlyú fajok Degradáció → kisebb magsúlyú fajok Jó fényellátottságú élőhelyek → kisebb magsúlyú fajok „Magbank paradoxon”: minél kisebb a magtömeg, annál hosszabb az életképesség Északi lejtők → tranziens magbank típusú fajok

32

33 120 (vágásterületeken és erdei utak mentén előforduló) faj parcellánként vett viselkedésének gyakoriság eloszlása az előfordulási kategóriáik szerint

34 Társulás Magbank Jelmagyarázat: S(6): specialisták,
C(5): természetes kompetitorok, G(4): generalisták, NP(3): természetes pionírok, DT(2): zavarástűrő növények, W(1): honos gyomfajok, RC(-2): a honos flóra ruderális kompetitorai, AC (-3): tájidegen, agresszív kompetitorok. Magbank

35

36