Stabilní izotopy uhlíku v letokruzích smrku jako marker napadení stromu patogenní houbou.

Bc. Lucie NECUDOVÁ

Master's thesis

Carbon Stable Isotopes in Spruce Tree Rings as a Marker of Pathogenic Fungal Attack of Trees.

Abstract:

Stromy jsou dlouho žijící rostliny, které pro svůj růst využívají uhlík ze vzduchu, vodík a kyslík z půdní vody. Tyto složky ukládají do dřeva, kde zůstávají uchovány po tisíciletí. Růst stromu je ovlivněn prostředím, ve kterém roste, a to zejména teplotou a srážkami. Tyto faktory májí vliv na stomatální vodivost a rychlost fotosyntézy, která rozhoduje o zastoupení stabilních izotopů uhlíku (13C/12C) ve dřevě stromu. Tato práce porovnává zastoupení stabilních izotopů uhlíku v letokruzích smrku napadeného václavkou a ve smrku, který nejeví známky napadení. Hypotéza práce je založena na rozdílné frakcionaci izotopů uhlíku během fotosyntézy u napadeného a ?zdravého? smrku. Rozdílná izotopová frakcionace může být u napadeného smrku způsobena vodním deficitem, který václavka ve stromu vytváří. Napadený smrk brání úbytku vody tak, že uzavře průduchy, a to může vést ke snížení koncentrace CO2 uvnitř jehlic a k vyšší hodnotě ?13C (obohacení o těžší izotop uhlíku) v biomase letokruhů. Analýza stabilních izotopů uhlíku (IRMS) byla provedena v letokruzích čtyř párů smrků, kdy každý pár obsahoval smrk napadený václavkou a smrk, který nejevil známky napadení. Byl analyzován poměr izotopů uhlíku u jarního dřeva, letního dřeva a celého ročního přírůstku. V rozporu s hypotézou nebyl nalezen jednoznačný rozdíl v izotopovém složení mezi napadenými smrky a smrky, které nejeví známky napadení.

Abstract:

Trees are long living plants, which use carbon from the air and hydrogen and oxygen predominantly from soil water for their growth. They deposit these elements largely into a wood where they may persist for thousands of years. Tree growth is influenced by environment, especially by air temperature and precipitation. These factors have an effect on stomatal conductance and photosynthesis rate which influence carbon stable isotope ratio (13C/12C) in the tree tissue. This thesis is focus on stable carbon isotopes in tree-rings of Norway spruce attacked by honey mushroom, and Norway spruce which doesn?t show any signs of disease. The hypothesis of the thesis is based on an expected difference in carbon isotope fractionation during photosynthesis between the spruce attacked by honey mushroom and a ?healthy? spruce. The difference in isotope fractionation could be caused by water deficit induced by honey mushroom disease in the tree. We expect that the attacked spruce defends against water loss by closing stomata, and it could lead to lower CO2 concentration in the needles and higher ?13C value in tree-rings biomass The stable carbon isotope analysis (IRMS) was done on tree-rings of four spruce pairs, each one including an attacked spruce and spruce which didn?t show any signs of disease. Carbon isotope ratio of early wood, late wood and in biomass of the whole annual increment was measured. In contrary to our hypothesis we did not fined any systematic difference in isotopic composition between the attacked spruce and the spruce which did not show any signs of disease.

Keywords

václavka smrková, smrk ztepilý, stabilní izotopy uhlíku, "malá delta" 13C v letokruzích, vývrt dřevní hmoty

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 30. 11. 2013

Accessible from:: 30. 11. 2013

Thesis defence

• Supervisor: RNDr. Jiří Květoň, CSc.

UNIVERSITY OF SOUTH BOHEMIA IN ČESKÉ BUDĚJOVICE

Faculty of Agriculture

Master programme / field:
Agriculture Specialization / Biology and protection of "hobby" organisms