Efekt simulované eutrofizace na růst a mykorhizní symbiózu vybraných taxonů evropských orchidejí

Bc. Barbora Veselá

Master's thesis

The effect of simulated eutrofication on the growth and mycorrhizal symbiosis of selected taxa of European orchids

Abstract:

Eutrofizace je jedním z klíčových faktorů, které způsobují poškozování lokalit orchidejí v přírodě. Ačkoliv tento fenomén byl již mnohokrát pozorován a je obecně přijímán, existuje velmi málo informací o mechanismu vlivu eutrofizace na orchideje mírného nebo mediteránního klimatického pásma. V principu jsou možné dva mechanizmy působení: přímý toxický efekt vyššího obsahu živin na orchideje a jejich mykorhizní houby a/nebo nepřímý efekt zprostředkovaný kompeticí s okolní doprovodnou vegetací. Ve své diplomové práci jsem ve tříletém kontejnerovém skleníkovém experimentu testovala vliv přímého efektu eutrofizace na čtyři taxony mediteránních orchidejí – Serapias lingua, Ophrys speculum, Ophrys lutea a × Serapicamptis capitata. Nepřímý efekt eutrofizace byl eliminován díky vynechání jiných rostlinných druhů, které by byly kultivovány spolu s pokusnými rostlinami, eutrofizace byla simulována sérií živných roztoků. Nejkoncentrovanější výchozí roztok obsahující 6 mM N-NO3-, 2,4 mM N-NH4+, 2 mM P, 8 mM K, 2,6 mM Ca a 2 mM Mg byl postupně ředěn destilovanou vodou vždy v poměru 1:1, čím byly připraveny 2, 4, 8, a 16× zředěné varianty. Nebyla zjištěna žádná data potvrzující přímý negativní efekt eutrofizace na orchideje. Po první vegetační sezóně nebyl pozorován žádný efekt simulované eutrofizace na podíl čerstvé hmotnosti zásobních hlíz v letech 2007 a 2008 (FM2007/FM2006). Nejvyšší hodnota tohoto koeficientu byla zjištěna u S. lingua (7,79, SD=2,68, n=115), nejnižší u O. lutea (2,77, SD=1,44, n=26). Po druhé vegetační sezóně, ve které byly všechny dceřiné zásobní hlízy jednotlivých rostlin zasazeny společně do jedné kultivační nádoby a díky vnitrodruhové kompetici tak byla zvýšena potřeba přísunu živin, byl pozorován pozitivní efekt vyšší dostupnosti živin na všechny čtyři studované taxony s výjimkou O. speculum původem z Řecka. Například průměrná hodnota FM2008/FM2007 u rostlin S. lingua ošetřených 16× zředěným roztokem byla 1,21 (SD=0,31, n=23), zatímco u rostlin ošetřených nezředěným základním roztokem byl průměr 2,20 (SD=0,58, n=23). Tyto výsledky podporují názor, že nepřímý, kompeticí zprostředkovaný efekt eutrofizace na dospělé fotoautotrofní rostliny je zodpovědný za snižování populace orchidejí a s tímto zřetelem byly diskutovány publikované důkazy.

Abstract:

Eutrofication is one of key factors affecting decline of orchid populations in nature. Although this phenomenon has been observed many times and is generally accepted, there is very little information about the mechanisms of eutrofication on terrestrial orchids of temperate or Mediterranean climatic zone. In principle, two modes of action may occur: direct toxic effect of higher nutrient content on orchids or their mycorrhizal fungi, and/or indirect effect mediated by altered competition with surrounding vegetation. In my diploma thesis I tested the significance of direct effect in a three-year lasting pot greenhouse experiment using four Mediterranean orchid taxa, Serapias lingua, Ophrys speculum, Ophrys lutea, and × Serapicamptis capitata. Indirect effect of eutrofication was excluded by omitting any co-cultivated plant species, eutrofication was simulated by the series of nutrient solutions. The most concentrated basic solution containing 6 mM N-NO3-, 2.4 mM N-NH4+, 2 mM P, 8 mM K, 2.6 mM Ca a 2 mM Mg was gradually diluted with distilled water in 1:1 ratio, in order to prepare 2, 4, 8, and 16× diluted treatments. No data suggesting direct negative effect of eutrofication on orchids were obtained. After the first growing season, no effect of simulated eutrofication on the ratio of fresh mass of tubers in 2007 and 2006 (FM2007/FM2006) was observed. The highest value of this coefficient was found for S. lingua (7.79, SD=2.68, n=115), the lowest for O. lutea (2.77, SD=1.44, n=26). Except for O. speculum from Greece, positive effect of higher nutrient availability on the FM2008/FM2007 was observed after the second growing season, during which the nutrient demand was higher due to higher count of greater plants planted in individual pots. For example, the mean FM2008/FM2007 value of S. lingua treated with 16× diluted solution was 1.21 (SD=0.31, n=23), while for plants treated with undiluted basic solution was the mean 2.20 (SD=0.58, n=23). These results strongly support the opinion that indirect, by competition mediated effect of eutrofication on adult, photosynthezising plants is responsible cause decline of orchid population and the published evidence was discussed with this respect.

Keywords

Orchidaceae, eutrofizace, minerální výživa, mykorhizní symbióza, Serapias lingua, Ophrys lutea, Ophrys speculum, × Serapicamptis capitata

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 12. 1. 2011

Thesis defence

• Date of defence: 10. 2. 2011
• Supervisor: RNDr. Milan Baláž, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Master programme / field:
Biology / Systematic Biology and Ecology