WP4: Frøplanteetablering og lokal tilpasning til vekstforholda. Hans M Hanslin, Knut Anders Hovstad og Armin Bischoff

Transkript

1 WP4: Frøplanteetablering og lokal tilpasning til vekstforholda Hans M Hanslin, Knut Anders Hovstad og Armin Bischoff

2 WP: ulike strategier for overlevelse og etablering hva slags plantemateriale er best egnet under gitte forhold Hvordan påvirkes etablering av ulike tiltak Lokal tilpasning Effekten av jorddekke

3 Lokal tilpasning «Snøheim» Kolla Orkelsjø Aursjø Blåhø Hjerkinn

4 Vitenskaplige arbeider 1. Different strategies in a critical phase: Comparisons of early root development and growth of graminoid seedlings 2. Adaptive value of root allocation patterns in graminoid seedlings under drought 3. Comparison of seedling dehydration avoidance and relative drought resistance among graminoid species 4. Local adaptation in alpine Festuca ovina populations 5. Mulching strategies to improve seedling establishment in restoration

5 Dagens: Effekten av jorddekke på etablering fra frø Spireprosessen Effekter av jorddekke Resultater fra forsøkene Konklusjoner så langt

6 Spireprosessen Frøspiring: flere trinn. Komplekse prosesser styrt av et stort antall gener Forenklet versjon Når hvile er brutt-> miljøforhold bestemmer spiring Tørre frø har lavt vannpotensial/matrise potensial-> raskt opptak av vann (Fase 1) Lekkasje av løste stoffer fra cellene pga. membranskader Reparasjonsmekanismer aktiveres Økt metabolisk aktivitet

7 Spireprosessen Vannopptak Fase 2 vanninnhold holdes konstant Cellestrekning kimrot trenger gjennom membran og frøskall Vannopptak fase 3 for videre vekst//litt ulike strategier Celledeling

8 Variabelt miljø Viktig punkt Spiring gir tap av tørketoleranse og omstilling til vekst Tørke-fukt sykler kan forsinke eller redusere spiring kan gi redusert spireevne, indusere sekundær hvile eller drepe nyspirte individer Strategi/risiko? Spire raskt eller vente? Points of no return?

9 Fordeler med jorddekke? Reduserer fordamping fra jordoverflate Demper temperatursvingninger i overflaten Øker og stabiliserer jordfuktighet i overflaten -> reduserer frekvens av tørkesykler -> øker sannsynlighet for fullført spiring

10 Fordeler med jorddekke? Cregg & Schutzki 2009: Mean (± SE) volumetric soil moisture at 0 to 15 cm and 0 to 45 cm for landscape plots with 8 cm organic mulches or unmulched with and without weed control,

11 Fordeler med jorddekke? Stimulerer mikrobiell aktivitet kompostering på jordoverflaten/binder lite næring -> bygger jordstruktur Sinker utvikling av jordskorpe? Demper effekten av regn på overflate-unngår tilslemming Reduserer vinderosjon

12 Tilnærming Legg ut jorddekke etter såing sammenlign spiring og etablering Bruker flisbasert jorddekke hage-park avfall Ser både på mekanismer og på sluttresultat Hvilke fase i etablering påvirkes? Noen detaljerte studier der en følger enkeltindivider og noen studier der en ser mest på sluttresultatet Særheim detaljer, andre lokaliteter grovere tilnærming

13 Robuste resultater og metode? Tester ut under ulike miljøforhold (tid/sted/manipulering) Samme design ulike steder og tidspunkt Eksperimentell tørke Ulikt innhold organisk materiale i jord Større spekter arter

14 Samme design ulike steder og tidspunkt Felles enkel protokoll flere lokaliteter og tidspunkt Jorddekke øker etablering 2-4x Stor effekt av miljøforhold (jord) Overlevelse og vekst!

15 Fjellkvein Sand Morene Antall frøplanter ,0 1,0 0,0 1,0

16 Smyle 100 Sand 100 Morene Antall frøplanter Kontroll Jorddekke 0,0 1,0 0,0 1,0 Tidspunkt

17 Eksperimentell tørke Forsterkes effekten av jorddekke ved tørke? Faktoriell kombinasjon av tørke og jorddekke Smyle og fjellrapp Stor effekt på volumetrisk vanninnhold (%) Kontroll Jorddekke Kontroll Tørke 3 7

18

19

20 Ulikt innhold organisk materiale i jord Med økende innhold organisk materiale i jord organisk materiale i sandjord Ikke behandlet enda

21 Større spekter arter Flere arter, ikke bare gras lavland 16 arter fra tørrbakker og bakdyner Foreløpig: store forskjeller mellom jordtyper (sand/morene)

22 Bare positivt? For tykke lag kan hindre etablering av enkelte arter Binder noe N i nedbrytingen Transportkostnader For fuktig? For langvarig? Ekstra N?

23 Foreløpige konklusjoner Samspill art x jorddekke x miljø Jorddekke positivt for etablering, overlevelse og vekst under vanskelige forhold Forskjeller mellom arter? Fortsetter neste år. Tester under ulike forhold robuste svar

24

25 Evans & Etherington (1990): Spiring ved ulikt vannpotensial i jord (- 0,05, - 0,5, - 1,0 og -1,5 MPa).

26 Evne til å spire i fht. vannpotensial har betydning for suksess under feltforhold Gen = arter med etablering i felt, Un er arter uten etablering i samme felt Bochet et al 2007