A gyomnövények szaporodásbiológiája Magvakkal történı szaporodás mag → terjeszkedés, túlélés, tápanyagforrás, új genetikai kombinációk lehetısége
A gyomnövények magprodukciója függ -
faji tulajdonságoktól környezeti tényezıktıl intraspecifikus kompetíciótól kártevıktıl, betegségtıl herbicidektıl
- Stresszhelyzetben lerövidülhet az életciklus - Kaszálás után néhány nappal bekövetkezhet a magérlelés
A néhány gyomnövény maghozama szırös disznóparéj fehér libatop pásztortáska nagy útifő fodros lórom közönséges kakaslábfő parlagfő vadrepce mezei aszat
117 400 72 450 38 500 36 150 29 500 7 160 3 380 1 700 680
A gyommagvak életképessége Talaj gyommagtartalma → potenciális veszélyforrás • Beal-féle százéves tartamkísérlet (1879-1979): – 23 faj magját 90 cm mélységben tárolta – 5-10 évenként 50-50 magot csíráztatta – legtöbb gyommag kb. 30 évig életképes
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 konkoly fakó muhar
+ + +
tyúkhúr pásztortáska nagy útifő parlagfő kövér porcsin
+ + + + + + + + + + + +
szırös disznóparéj
+ + + +
borsos keserőfő
+ + +
+
fodros lórom + + + + + + + + molyőzı ökörfarkkóró + + + + + + + + +
+
• Duvel 39 éves tartamkísérlete – 107 faj magját 20, 55, 105 cm mélységben tárolta – 39 év után: 36 faj magja életképes, ezek többnyire gyomnövények voltak – parlagfő, csattanó maszlag, fekete csucsor, molyhos ökörfarkkóró, sövényszulák, fehér libatop
• 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 keserőfő és a beléndek életképessége a két talajtípuson közel azonos
• Stonville-i 50 éves tartamkísérlet – 20 gyomnövény magját, – 8-23 és 40 cm mélyre helyezte – A kakaslábfő magjainak 50%-a, a tyúkhúr magjainak 5,5%-a életképes
• Lueschen és Anderson talajmővelés kísérlete − A selyemmályva magjainak csírázóképessége 4 év múlva mővelt területen 9%, nem mővelt területen 27%
• Milberg herbáriumi győjtése: – 129 éves cseh gólyaorr • London bombázása: – 227 éves selyemakác • Etnobotanikai kutatások: – 620 éves Canna compacta • Régészeti feltárások: – 1700 éves fehér libatop – 17 faj túlélıképessége 600 évnél is hosszabb
A magnyugalom típusai Endogén • fejletlen embrió • impermeábilis maghéj – vízzel szemben – gázokkal szemben – mechanikailag • inhibitorok
Exogén • fény • oxigénhiány • magas széndioxid szint • hımérséklet • nedvesség • kötött talaj • tápanyagok
A magnyugalom hossza fajon belül is változó lehet
A környezeti tényezık hatása a csírázásra A magvak mélysége a talajban: • A mélység növekedésével csökken a csírázási erély • Meghatározó a magvak nagysága • 5 mg-nál nagyobb tömegő magvak 10-15 cm-nél mélyebbrıl is csíráznak • Fényigényes magvak: 1 cm-es mélységbıl csíráznak • A szántóföldi fajok 90%-a a talaj felsı 5 cm-ében van
A hımérséklet hatása: • Inkább módosító, nem indító faktor • Téli egyévesek: 4-14 °C • Nyári egyévesek: 8-30 °C • A magvak érettségétıl is függ • Változó hımérséklet kedvezıbb • Dormancia megszőnéséhez – Nyári egyévesek: hideghatás – Téli egyévesek: hıhatás szükséges
A fény hatása: • Pozitív fotoblasztikus – Köz. cickafark, disznóparéjfajok, parlagfő, libatopfajok, vadmurok, galajfajok, muharfajok, pipacs
• Meghatározó: – intenzitás, – spektrum (660 nm), – tartam
• • • •
Hımérséklet befolyásolhatja Negatív fotoblasztikus Nem fotoblasztikus A fényérzékenység az életkor elırehaladtával csökkenhet
A víz, a talaj és a nitrát szerepe: • Szárazságstressz tőrık: – ragadós galaj, réti ecsetpázsit
• Talaj: – – – –
kötöttség vízmegtartó képesség tápanyagok hımérséklet
• Nitrát: elısegíti a gyommagvak csírázását
Magbank vizsgálatok • A talaj gyommagkészlete – 16 000 – 240 000 mag / m2 a felsı 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
„A magbank azon természetes módon elıforduló magvak összessége, amelyek anyagcseréjük vonatkozásában anyanövényeiktıl már függetlenné váltak és emellett vagy csírázóképesek, vagy ezt a képességet a jövıben elnyerik.” Bevétel: maghullás, magvándorlás Kivétel: csírázás, elhalás, zsákmány A magbank vizsgálatának jelentısége: - „váratlan” fajmegjelenések - magforrás - regenerációs képesség - magbank típus
magesı
csírázás
Aktív magbank
predáció Dormans magbank
magpusztulás
Mintavétel • mélység: 0-5 cm, 5-10 cm – Ált. elég 10 cm mélységig – Apró magvak akár 150 cm mélyen is elıfordulhatnak – Inverzió talajforgatás eredményeként kialakulhat
• térfogat: – gyomtársulás: 400 cm3 – gyepek: 500-600 cm3 – klímax erdıtársulás: 4000-6000 cm3
• idıpont: max.: október, min.: május • Kisebb részminták sokaságát alkalmazzuk
A minták feldolgozása • Üvegházi hajtatás – – – – –
Mintavétel Kiszárítás, elmorzsolás, gyökerek, gumók eltávolítása Hideghatás alkalmazása, tárolás Csíráztatás: virágföldön vagy homokon 3-4 hónapig Csíranövény határozás
A minták feldolgozása • Fizikai elválasztás – Nehézoldatos elkülönítés (K2CO3, Na2CO3, CaCl2) • Felülúszó leszőrése, maghatározás, életképesség vizsgálat – Átmosó szőrés • Szitán történı 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
Hajtatásos módszer
Fizikai elválasztás
Könnyő határozni Nem pénzigényes, nem eszközigényes Több évig futhat 1 csíranövény = 1 jó mag A fajszámot jobban becsli Idıigényes Helyigényes Eltérı csírázási körülmények szükségesek Alábecsli a magbankot
A vizsgálat gyors Nem helyigényes Sok minta feldolgozható Nem függ az eltérı csírázási feltételektıl A denzitást jobban becsli Nehéz határozni Kicsi magvak elvesznek Eszköz- és munkaigényes Életképesség vizsgálat kell Túlbecsli a magbankot
Magbank típusok Thompson 1993 - 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”
Elıfordulási mód
Magbank típus
VFA, F≤A;
hosszú távú perzisztens (3)
VFA, F>A
rövid távú perzisztens (2)
VF VA FA, F≤A FA, F>A
tranziens (1) hosszú távú perzisztens (3) hosszú távú perzisztens (3) rövid távú perzisztens (2)
V F
tranziens (1) rövid távú perzisztens (2)
A
hosszú távú perzisztens (3)
A fajok besorolása magbank típusokba az elıfordulási módok szerint (Thompson, 1993 nyomán) V: a felszíni vegetációban van jelen; F: a felsı talajrétegben van jelen; A: az alsó talajrétegben van jelen
Magbank adatbázis (Csontos 2001) •A hazai flóra 448 fajára terjed ki – Magbank típust tartalmaz – 2381 faj esetén magtömeg kategóriákat is tartalmaz
•Alkalmazási példák az adatbázisok használatára – – – –
Szukcesszió késıbbi állapota → nagyobb magsúlyú fajok Degradáció → kisebb magsúlyú fajok Jó fényellátottságú élıhelyek → kisebb magsúlyú fajok „Magbank paradoxon”: minél kisebb a magtömeg, annál hosszabb az életképesség – Északi lejtık → tranziens magbank típusú fajok
Az adatok százalékos aránya
60 50
50 40 30
29
20 5
10
5
5
3
3
0 VFA
VF
VA
FA
V
F
A
120 (vágásterületeken és erdei utak mentén elıforduló) faj parcellánként vett viselkedésének gyakoriság eloszlása az elıfordulási kategóriáik szerint
W(1) 6%
RC(-2) 5%
AC(-3) 5%
S(6) 7%
Társulás
C(5) 12%
Jelmagyarázat: S(6): specialisták, C(5): természetes kompetitorok, G(4): generalisták, NP(3): természetes pionírok, DT(2): zavarástőrı növények, W(1): honos gyomfajok, RC(-2): a honos flóra ruderális kompetitorai, AC (-3): tájidegen, agresszív kompetitorok.
DT(2) 27% G(4) 35%
NP(3) 3%
RC(-2) 7%
AC(-3) 9%
S(6) 3%
C(5) 16%
W(1) 5%
DT(2) 29%
G(4) 24% NP(3) 7%
Magbank
