rostlinný stres

Jedním z projevů globální změny klimatu je nárůst extrémních teplot a vln sucha, přičemž prognózy budoucího vývoje se přiklání k variantě prohlubování negativních dopadů. Působení těchto abiotických stresových faktorů se odráží ve fyziologickém stavu vegetace. Je proto nutné nalézt vhodné indikátory působení stresu, které pomohou včas detekovat zhoršující se fyziologický stav vegetace. Indikátory mohou být zjišťovány nejen fyziologickými metodami, ale i optickými, pro další využití sledování vegetace metodami dálkového průzkumu. Buk lesní (Fagus sylvatica L.) je v našich podmínkách původní dřevina v kontextu, v současnosti hojně využívaná v lesnictví pro výsadbu druhově pestřejších společenstev dřevin, která jsou odolnější vůči dopadům klimatické změny. Cílem diplomové práce bylo zkoumat odezvy buku lesního na stres suchem pomocí fyziologických a optických indikátorů. Sazenice buku (výsadbový materiál ze školky) byly po dobu dvou experimentálních sezón umístěny v kontejnerech v experimentálním skleníku, přísun vody byl zprostředkován kapkovou závlahou. Experimentální materiál byl rozdělen do tří skupin s odstupňovanou zálivkou (kontrola, mírné sucho a sucho). Zálivkový režim sestával ze tří period sucha a fází s rovnoměrnou zálivkou. Hodnoceny byly odezvy sazenic buku lesního na působení stresu suchem, a to prostřednictvím dvou typů indikátorů stresového působení – fyziologických a optických. V rámci fyziologických indikátorů byla stanovována koncentrace fotosyntetických pigmentů, poměr karotenoidů vůči chlorofylu, obsah vody v listech, obsah prolinu a specifická listová plocha, stanovovány byly také hodnoty fotosyntetických parametrů na bázi fluorescenčních a gazometrických měření. Optické indikátory stresového působení zahrnovaly vyhodnocení spektrálních křivek odrazivosti a vegetačních indexů. S ohledem na nedestruktivní povahu a možnost měření na různých hierarchických úrovních porostu je právě tato skupina indikátorů stresu považována za perspektivní pro budoucí uplatnění. Z širšího spektra studovaných parametrů byly na základě statisticky signifikantních hodnot, které byly zaznamenány v reakci na nedostatek zálivky v periodách sucha, vytipovány jako nejvhodnější obsah chlorofylu, fotosyntetické parametry měřené na bázi fluorescence a vegetační indexy vztahující se k obsahu chlorofylu (Vogelmann, Datt2, NDchl a RMSR). Sledován byl také efekt regenerace, tedy změny hodnot parametrů, které se udály po ukončení ošetření suchem v období s rovnoměrnou zálivkou všem skupinám rostlin.

Práce se zabývá porovnáním klimatického signálu letokruhových chronologií smrku ztepilého (Picea abies) a dubu letního (Quercus robur) ve střední Evropě. Smrk představuje jednu z hospodářsky nejvýznamnějších jehličnatých dřevin, avšak v nižších polohách často roste mimo svůj přirozený areál a vykazuje zvýšenou citlivost na sucho a vysoké teploty. Naproti tomu dub je typickým druhem teplejších stanovišť s širší ekologickou amplitudou a vyšší tolerancí k vodnímu stresu. Cílem práce bylo analyzovat rozdíly v růstové odezvě obou druhů na klimatické faktory, zejména teplotu a srážky, a posoudit stabilitu jejich klimatického signálu v čase. Na základě standardizovaných letokruhových řad získaných během terénních prací v západních Čechách byly vytvořeny chronologie, které byly následně korelovány s měsíčními a sezónními hodnotami teploty a srážek. Zvláštní důraz byl kladen na identifikaci růstových signatur a indexů resistence a resilience v extrémních letech. 

Práce shrnuje současné poznatky o dálkové signalizaci uplatňující se v rostlinách při nedostatku vody v půdě a následném stresu suchem. Cílem je popis mechanismů dálkové signalizace se zvláštním zaměřením na chemickou signalizaci a fytohormony, které se jí účastní. Hlavní pozornost je věnvána kyselině abscisové, cytokininům a etylénu a jejich metabolismu a účinkům na hospodaření s vodou v rostlině. Při popisu chemických signálů je pozornost také věnována pokusům o jejich řízené ovlivnění, které umožňuje lepší poznání mechanismů jejich účinku a otevírá cesty k jejich praktickému využití v zemědělství. Součástí práce je také popis hydraulické signalizace a dalších faktorů ovlivňujících chemickou signalizaci v rostlinách, mezi které patří např. mikroklimatické změny, nebo změna pH v pletivech rostlin.