The effect of drought on forest tree species nurishment: the chosen part of phosphorus cycling

Bc. Theodore Danso Marfo

Master's thesis

Následky sucha na výživu druhu stromu: vybraná dráha koloběhu fosforu

Abstract:

Cílem tohoto výzkumu je zhodnotit vliv sucha na druhy lesních stromů. Důraz byl kladen na biopřístupný fosfor, který je získáván z koloběhu. Vzorky půdy byly sbírány v kořenové hloubce v oblastech s odlišnou nadmořskou výškou a s odlišnými druhy. Půdy horizontu H byly odebrány v horském smrkovém lese na Bílém Kříži, půdy horizontu A v mladé smrkové monokultuře v Rájci a v bukovém lese ve Štítné. Aktivita kyselé fosfatázy ve vzorcích byla měřena za optimálních laboratorních podmínek za použití protokolu vyvinutého v Tabatabai a Bremmer (1969) s mírnou modifikací od Rejška (1991). V rámci tohoto výzkumu byly vyvinuty další dva protokoly, první nahrazuje pufr vodou pro napodobení nestálého pH, které se vyskytuje v přírodě. Sucho bylo simulováno inkubací vzorku půdy s práškovou formou substrátu, který byl použit v původním protokolu, a následným přidáním vody po hodině inkubace. Provedené laboratorní analýzy dosvědčili vliv globální klimatické změny na úrodnost testovaných lesních půd prostřednictvím snížení biologické aktivity půdy, zde měřené v přímé vazbě na přístupnost základního faktoru plodnosti rostlin, fosforu. Tento poznatek má všeobecnou platnost pro lesnictví Evropy.

Abstract:

This research sought to evaluate the effect of drought on forest tree species with emphasis on bio-available phosphorus obtained via phosphorus cycling. Soil samples were collected at root zone depth from areas of varied altitudes and tree species thus H-horizon soils from the mountain Spruce forest at Bily Kriz, A-horizon soils from both the young Spruce monoculture at Rajec and Beech forest at Stitna. Acid phosphatase activity of the various soil samples was measured in optimal conditions of the enzyme in the laboratory using the already in use protocol developed by Tabatabai and Bremner (1969) and some modifications made by Rejsek (1991). Two other protocols were developed by this research by replacing the buffer component of the first with water to mimic the unstable pH situation which occurs in nature and simulating a drought situation in the laboratory by incubating the soil sample with powdered form of the substrate used in the original protocol and adding water after the hour-long incubation. The laboratory analyses proved that global climate changes affects conservation of forest soil fertility via decreasing soil biological activity evaluated through phosphorus bio-availability. Soil phosphorus is indispensable for forest tree species' breeding hence important for European Forestry.

Keywords

sucho, kyselá fosfatáza, koloběh fosforu, klimatické změny, druhy lesních stromů

Keywords

Phosphorus cycle, Climate change, Forest tree species, Acid phosphatase, Drought

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 28. 3. 2015

Thesis defence

• Supervisor: prof. Ing. Klement Rejšek, CSc.
• Reader: Jaroslav Záhora, CSc.

Mendel University in Brno

Faculty of Forestry and Wood Technology

Master programme / field:
European Forestry / European Forestry