Zbornik gozdarstva in lesarstva, 4 7, 1995, s. 117 - 130 GDK: 160.24: 161.1 + 181.45 + 425.1 PRESKRBLJENOST GOZDNEGA DREVJA Z MINERALNIMI HRANILI NA 16 x 16km BIOINDIKACIJSKI MREŽI Primož SIMONČIČ* Izvleček Pri proučevanju propadanja gozdnega drevja na območju Slovenije so sodelavci Inštituta za gozdno in lesno gospodarstvo začeli l. 1985 nabirati vzorce iglic smreke, črnega in rdečega bora na točkah 16 x 16km bioindikacijske mreže. Arhivirani rastlinski material smo uporabili za splošno oceno preskrbljenosti gozdnega drevja z mineralnimi hranili na točkah mreže za obdobje od 1987. do 1991. leta. V enoletnih iglicah smo poleg skupnih vsebnosti žvepla določili še vsebnosti glavnih rastlinskih hranil: dušika, magnezija, fosforja, kalija in kalcija. Ocena je pokazala slabo preskrbljenost gozdnega drevja z dušikom in s fosforjem. Vsebnosti magnezija so v petih letih nihale od dobre (preskrbljenosti na večini bioindikacijskih točk) do slabše preskrbljenosti, razmeroma ugodne pa so prehranske razmere glede vsebnosti Ca in K. Ključne besede: propadanje gozda, bioindikacija, bioindikacijska mreža, mineralno hranilo, vsebnost mineralnih hranil, Picea abies, smreka, Slovenija THE PROCUREMENT OF FOREST TREES WITH MINERAL NUTRIMENTS ON THE 16 X 16 KM BIOINDICATION NETWORK Abstract Within the study of the forest damage in Slovenia, in 1985 the collaborators of the Forest and Wood Economy Institute started to collect samples of spruce, Austrian pine and Scotch pine needles at the points of the 16 x 16 km bioindication network. The registered biological material was used for a general assessment of the procurement of forest trees with mineral nutrients at the points of the 16 x 16 km network in the period from 1987 to 1991. Beside the total sulphur content in current-year needles the content of the main plant nutrients have been determined: nitrogen, magnesium, phosphorus, potassium and calcium. The assessment of the procurement of forest trees with mineral nutriments showed a deficient procurement with nitrogen and phosphorus. The magnesium content varied in the five years from a good procurement on the majority at the bioindication points to worse procurement, while the nutrition conditions regarding the Foliar content of calcium and potassium have been relatively favourable. Key words: forest decline, bioindication, bioindication net, mineral nutritian, spruce, Picea abies, Slovenia Mag., dipl. inž. les., Gozdarski inštitut Slovenije, 61000 Ljubljana, Večna pot 2, SLO 118 Zbornik gozdarstva in lesarstva, 47 KAZALO 1 UVOD .................................................................................................. 119 2 METODE PROUČEVANJA .............................................................. 120 2.1 NABIRANJE VZORCEV ZA ANALIZO ............................................ 120 2.2 ANALIZA SMREKOVIH, BOROVIH IGLIC ..................................... 121 3 REZULTATI FOLIARNIH ANALIZ .................................................... 122 4 OCENA PRESKRBLJENOSTI GOZDNEGA DREVJA Z MINERALNIMI HRANILI .................................................................... 126 5 POVZETEK ........................................................................................ 126 6 SUMMARY ......................................................................................... 128 7 VIRI ..................................................................................................... 129 1 UVOD 119 Simončič P.: Preskrbljenost gozdnega drevja z ... Pri proučevanju propadanja gozdnega drevja na območju Slovenije so sodelavci Inštituta za gozdno in lesno gospodarstvo začeli l. 1985 nabirati vzorce iglic smreke, črnega in rdečega bora na točkah 16 x 16km bioindikacijske mreže. V enoletnih in dvoletnih iglicah so vsako leto določili skupno vsebnost žvepla, na podlagi katere lahko sklepamo o obremenjenosti gozda z žveplovimi spojinami (KALAN 1989, KALAN 1990). Arhivirani rastlinski material smo uporabili za splošno oceno preskrbljenosti gozdnega drevja z mineralnimi hranili na točkah 16 x 16km mreže od 1987 do 1991 leta. Različni abiotski in biotski dejavniki (geološko-petrografske, podnebne razmere, voda, toplota, svetloba, biološka aktivnost, zračnost t;:il itn.) in antropogeni dejavniki (imisije odpadnih plinov) lahko vplivajo na motnje pri preskrbljenosti gozdnega drevja s hranili. Po Huettlu (HUETTEL 1991) in metodologiji vzorčenja in analiziranja listja oz. iglic (Foliar Analysis Expert Pannel 1993) gozdnega drevja imajo na vsebnost hranil velik vpliv tudi način, mesto, čas vzorčenja, izbira dreves (npr. poškodovanost gozdnega drevja), mesto odvzema vzorca na posameznem drevesu in socialni položaj dreves v sestoju. Slabše prehranske razmere se zrcalijo v slabši kondiciji gozdnega drevja. Nekatere teorije o propadanju gozdnega drevja so povezane z zakisovanjem gozdnih tal ter s spiranjem hranil iz njih, kar se zrcali v vsebnosti hranil v listju in iglicah (magnezij, kalcij). Ugodne prehranske razmere za gozdno drevje niso odvisne le od dobre preskrbljenosti in ustreznih visokih vsebnosti posameznih hranil. Pomembnejša sta optimalna koncentracija in uravnoteženost hranil v iglicah (harmonične prehranske razmere, BAULE 1964, SCHULZE 1989, HUETTEL 1991, HUETTEL 1992). Trenutne prehranske razmere gozdnega drevja je mogoče natančneje oceniti z foliarnimi kot talnimi analizami (HUETTEL 1991). Foliarne analize so tudi sestavni del raziskav kroženja snovi v gozdnih ekosistemih (MEIWEIS 1984, TARMAN 1992, RAPP 1992). Ob standardiziranem načinu vzorčenja in analiz 120 Zbornik gozdarstva in lesarstva, 47 lahko z foliarnimi analizami spremljamo prehranske razmere gozdnega drevja npr. na stalnih raziskovalnih ploskvah, v našem primeru na točkah 16 x 16km bioindikacijske mreže. Cilj takšnih meritev in ovrednotenja rezultatov ni samo ugotovitev stanja, temveč tudi iskanje povezav med vzroki in posledicami neharmoničnih prehranskih razmer gozdnega drevja. Visoke koncentracije elementov v listih in iglicah (žveplo, svinec) ali pomanjkanje nekaterih hranil (npr. magnezija) pa so lahko dobri kazalci imisije onesnaženega zraka v gozdnih ekosistemih (Air Pollution studies 1992, Foliar Analysis Expert Pannel 1993). 2 METODE PROUČEVANJA 2.1 NABIRANJE VZORCEV ZA ANALIZO Nabiranje vzorcev iglic je v Sloveniji potekalo od l. 1985. Bioindikacijska drevesa so večinoma smreke (Picea abies (L.) Karst., 77 točk), nekaj pa je črnega (Pinus nigra Arnold, 8 točk) in rdečega bora (Pinus silvestris L., 2 točki). Vzorci so bili nabrani z vitalnih, nadraslih ali vsaj soraslih dreves, ki imajo dobro osvetljen zgornji del krošnje (Slika 1). Na vsaki bioindikacijski točki so vzeli vzorce z dveh dreves, in sicer z vej sedmega drevesnega vretena (KNABE 1984, KALAN 1989). V enoletnih iglicah smrek, črnega in rdečega bora s točk 16 x 16km bioindikacijske mreže smo arhiviranemu rastlinskemu materialu poleg že določenih skupnih vsebnosti žvepla (kazalec obremenjenosti gozda z žveplovimi spojinami; KALAN 1989) določili še vsebnosti glavnih rastlinskih hranil: dušika, magnezija, fosforja, kalija in kalcija. 121 Simončič P.: Preskrbljenost gozdnega drevja z ... Slika 1: Mesto vzorčenja listov oz. iglic (zgornja tretjina krošnje) Fig. 1: Sampled /eaves or needles (upper third of crown) 2.2 ANALIZA SMREKOVIH, BOROVIH IGLIC V kemijskem laboratoriju na Gozdarskem inštitutu Slovenije (GIS) so posušili iglice in jim odstranili primesi. Zračno suhe vzorce enoletnih iglic so zmleli in jih presejali skozi sito z odprtinami 0.5mm. Zmlete in homogenizirane vzorce so shranili v plastične prahovke. Tako pripravljenim vzorcem so določili: • dušik z aparaturo VAPODEST (Gerhardt) po mikro-Kjelhdahlu; • fosfor kolorimetrično z metodo molibden modro in s fotospektrometrom, kalij s plamenskim fotometrom, kalcij in magnezij z atomsko absorpcijsko spektrometrijo (BF, oddelek za agronomijo); ekstrakt v katerem smo določili fosfor, kalij, kalcij in magnezij smo dobili tako, da smo vzorce sežgali po mokrem postopku z raztopino dušikove (V) in perklorne kisline. 122 Zbornik gozdarstva in lesarstva, 47 3 REZULTATI FOLIARNIH ANALIZ Na preglednici 1 so prikazane povprečne vrednosti hranil (N, K, P, Ca, Mg) v enoletnih smrekovih in borovih (črni, rdeči bor) iglicah na točkah 16 x 16km bioindikacijske mreže. Preglednica 1: povprečne vsebnosti hranil (v % na suho težo snovi) v enoletnih smrekovih in borovih iglicah za obdobje 1987--91 na točkah 16x16 km bioidikacijske mreže Table 1: average mineral nutrition contents (% of dry matter) in current spruce and pine needles for period 1987-91 on points of 16 x16 km bioindication net leto vzor. drev. štev. N K p Ca Mg sampl. y. vrsta vzor. % % % % % 1987 r.bor 2 1.25 0.59 0.15 0.42 O.OS srn 76 1.12 0.64 0.14 o.se 0.11 č.bor 7 1.21 0.51 0.09 0.35 0.13 1988 srn 76 1.0C 0.60 0.13 0.60 0.13 r.bor 2 1.29 0.61 0.17 0.87 0.12 1989 srn 77 1.02 0.6: 0.1: 0.66 0.14 č.bor 7 1.09 0.47 0.1C 0.46 0.16 1990 r.bor 2 1.41 0.59 0.16 0.73 0.14 srn 62 1.2C 0.62 0.14 0.79 0.15 č.bor 8 1.16 0.49 0.09 0.41 0.17 1991 r.bor 2 1.04 0.61 0.16 0.32 0.1 C srn 76 1.31 0.60 0.14 0.59 0.11 č.bor 8 1.15 0.45 0.09 0.36 0.14 Legend: r.bor - Scots pine (Pinus sylvestris L.), srn - Norway spruce (Picea abies L. Karst.), č.bor - Austrian pine (Pinus nigra Am.) 123 Simončič P.: Preskrbljenost gozdnega drevja z ... Vsebnosti mineralnih hranil (N, Ca, Mg, K, P) v enoletnih iglicah bioindikacijskih dreves (preglednica 1) smo primerjali z mejnimi vrednostmi za foliarne analize smrekovih in borovih (rdeči, črni bor) iglic. Na preglednicah 2a in 2b so prikazani prilagojeni razredi preskrbljenosti s hranili glede na foliarne analize smrekovih in borovih iglic (GUSSONE 1964, STEFAN 1991, HUETTEL 1991, SIMONČIČ 1992, Expert Panel on Foliar Analysis 1994). Preglednica 2a: Razredi preskrbljenosti s hranili za smreko (vsebnosti elementov v enoletnih iglicah) Table 2a: preskrba s hranili pomanjkljiva deficienct zadostna sufficient Mineral nutritian classes far spruce (element cantents far current year spruce needles) razred preskrbljenosti N Ca Mg K p content classes % % % % % 1 1.3 0.36 0.11 0.42 0.13 2 (1.5) Preglednica 2b: Razredi preskrbljenosti s hranili za bor (vsebnosti elementov v enoletnih iglicah) Table 2b: preskrba s hranili pomanjkljiva deficient zadostna sufficient Mineral nutritian classes far pinus (element cantents far current year pinus needles) razred preskrbljenosti N Ca Mg K p content classes % % % % % 1 1.2 0.29 0.06 0.50 0.13 2 (1.6) 124 Zbornik gozdarstva in lesarstva, 47 S pomočjo mejnih vrednosti (preglednici 2a in 2b) smo ovrednotili rezultate foliarnih analiz na preglednici 3 in sliki 1 samo za tiste točke mreže, na katerih so bioindikacijska drevesa smreke in kjer so bili vzorci v obdobju 1987--91 pobrani vsako leto. Prikazani so odstotni deleži bioindikacijskih točk, na katerih je gozdno drevje pomanjkljivo preskrbljeno s hranili. Preglednica 3: Delež bioindikacijskih točk (smreka), na katerih primanjkuje hranil Table 3: Percent ot bioindication points with mineral deficient content (spruce) leto vzorčenja sampling year 1987 1988 1989 1990 1991 štev. vzorcev samples n. 60 60 60 60 60 0/o lnomchkacusk1h točk s ponunjk,111Ji.:111 hranil N p K % % % 87 53 7 98 67 o 100 45 5 83 48 2 55 50 2 100 ,--:--:-c.,-----,---c-::,s==--<).;;;:---.,----.,---.,---c-"7 90 80 70 30 20 1087 1088 IOU() 1001 Ca % 12 5 8 2 3 --<>--- N 1%) -a-P(¾l -K(¾J ~01(%) -e--Mgl¾l , __ _ Mg % 55 38 27 10 65 Slika 2: Prehranske razmere za gozdno drevje (za smreko) na bioindikacijskih točkah (60) za obdobje 1987--1991 Fig. 2: Nutritional conditions tor Forest trees (spruce) on bioindication points (60) tor 1987--1991 period 125 Simončič P.: Preskrbljenost gozdnega drevja z ... Na sliki 3 smo za prikaz prehranskih razmer gozdnega drevja v l. 1991 na točkah 16 x 16km bioindikacijske mreže uporabili dva razreda preskrbljenosti s hranili (preglednici 2a in 2b) glede na foliarne analize smrekovih iglic in iglic rdečega ter črnega bora. AiU S!ovenJ grad c LEGENDA presl