Abiotisko un biotisko faktoru ietekmes analīze veģetācijas eksperimentos ar jūras piekrastes reto un aizsargājamo augu sugām

Abstract

Darba mērķis bija veikt daudzfaktoru eksperimentus un aprobēt veģetācijas pētījuma metodiku jūras piekrastes reto un aizsargājamo augu sugu fizioloģiskajiem pētījumiem, lai noskaidrotu dabisko faktoru iespējamo ietekmi. Piekrastes zonas ir dinamiski mainīgas vietas, kurās sastopamas daudzas endēmas augu sugas, no kurām liela daļa ir retas un aizsargājamas. Eksperimentos izmantoja četras jūras piekrastes retās un aizsargājamās augu sugas - smiltāja neļķi (Dianthus arenarius), jūrmalas pērkonamoliņu (Anthyllis maritima), jūrmalas ceļteku (Plantago maritima) un jūrmalas āžloku (Triglochin maritimum). Augu sugas pavairoja ar sēklām vai veģetatīvi un atkarībā no sugas ekoloģijas, veica piekrastes teritorijām raksturīgas ietekmes faktoru apstrādi – apbēršanu ar smiltīm, nobradāšanu, slāpekli fiksējošu gumiņbaktēriju pievienošanu, augsnes minerālelementu un sāļu sastāva izmaiņas, vai dažādas iepriekšminēto apstrāžu kombinācijas. Visiem augiem veica hlorofila a fluorescences mērījumus, hlorofila koncentrācijas mērījumus, jonu kvantitatīvu noteikšanu un galējo morfoloģisko datu iegūšanu. Eksperimentā ar A. maritima papildus noteica arī elektrolītu noplūdes, gvajakola peroksidāzes un polifenoloksidāzes aktivitātes analīzi. D. arenarius spēja atjaunoties pēc ilgstošas apbēršanas un nobradāšanas intensitātes. Viegla apbēršana (1.3 cm smilšu slānis) veicina virszemes daļu masas pieaugumu. A. maritima augu augšanas un atjaunošanās spēju ietekmēja slāpekli fiksējošo gumiņbaktēriju klātbūtne un smilšu apbēršanas intensitāte (2 cm un 4 cm smilšu slānis). P. maritima spēja ilgstoši paciest 1000 mM sāļumu, saglabājot aktīvu fotosintēzi, bet 2000 mM augi pakāpeniski gāja bojā. T. maritimum neuzrādīja toksiskuma pazīmes dažādu jonu izmantošanai pat augstās koncentrācijās. Eksperimentus veica no 2016. gada augusta līdz 2017. gada aprīlim Latvijas Universitātes Bioloģijas fakultātes Augu fizioloģijas katedrā, LU Dabaszinātņu akadēmiskā centra siltumnīcā. Eksperimentus veica VPP EVIDEnT, „Latvijas ekosistēmu vērtība un tās dinamika klimata ietekmē’’.

The aim of the study was to perform multifactorial experiments and to approve a method of vegetation experiments for investigation of impact of natural environmental factors on rare and endangered coastal plant species. Sea coast is a dynamically variable habitat, where high number of endemic plant species can be found, many of them being rare and endangered. Four rare and endangered coastal plant species were used in the present study: Dianthus arenarius, Anthyllis maritima, Plantago maritima and Triglochin maritimum. The plant species were propagated by seed or vegetatively and, according to their ecology, the main environmental factors on a sea coast were used as treatments: sand burial, trampling, application of nitrogen fixing root-nodule-forming bacyeria, mineral nutrient disbalance, and salt changes in the soil, or combinations of the previously mentioned treatments. Chlorophyll a fluorescence, chlorophyll concentration, ion quantitative measurments and final morphological data were collected from all species. In the experiment with A. maritima electrolyte leakage, guaiacol peroxidase activity and polyphenol oxidase enzyme activity was measured as well. D. arenarius recovered after prolonged period of time of sand burial and trampling. Light sand burial (1.3 cm sand layer) increased weight of the above ground parts. Nitrogen fixing root nodules and intensity of the sand burial (2 cm and 4 cm sand layer) affected growth and recovery of A. maritima. P. maritima withstanded 1000 mM salinity for a prolonged period of time, maintaining active photosynthesis, but it gradually perished at 2000 mM salinity. T. maritimum did not show any toxicity symptoms at different high ion concentrations. The experiments were carried out from August 2016 till April 2017 at the Faculty of Biology, the Department of Plant Physiology, University of Latvia in the greenhouse of the Academic Centre of Natural Sciences. The study was carried out within the project from NRP EVIDEnT „The value and dynamic of Latvia’s ecosystems under changing climate”.