Oxf. : 232.41 O svežosti sadik kot prvini njihove kakovosti ter o načinih njenega ugotav~janja Lado ELERŠEK*, Franc BATIČ** Izvleček Eleršek, L., Batič, F.: O svežosti sadik kot prvi ni njihove kakovosti ter o načinih njenega ugotavlja- nja. Gozdarski vestnik, št 10/1989. V slovenščini, cit. lit. 16. Prispevek obravnava meritve vodnega poten- ciala pri sadikah smreke kot metodo za ugotavlja- nje kakovosti (svežosti) sadik. Vodni potencial je merjen z bombo po Scholandru. Ugotovljena je pozitivna korelacija med izsušitvijo sadik in pora- stom vodnega potenciala ter negativna med pora- stom vodnega potenciala in nadaljnjo rastjo sadik. 1. UVOD Antični filozofi so menili, da tvorijo pra- snov štiri osnovne prvine: ogenj (energija), voda, zemlja in zrak, prav ti pa pogojujejo tudi obstoj rastlin. Brez vode se rastline ne morejo niti razvijati niti obstajati. Skozi ko- renine se z absorbcijo rastline z vodo oskr- bujejo, v obliki transpiracjje pa voda rastlino zapušča. Le 1-2 % prejete vode rastlina porabi za rast in metabolizem (HACKA VLO 1964). Voda je sestavina citoplazme, v njej so raztopljeni plini, anorganske in organske snovi, sodeluje v procesu fotosinteze in v številnih drugih procesih, omogoča turgor v celicah in prenos v njej raztopljenih snovi. Pri pomanjkanju vode so zato prizadete številne življenjske funkcije, oslabljeno ras- tlino pa praviloma bolj ogrožajo tudi bolezni in škodljivci. Pri umetni obnovi naj bi uporabljali le kakovostne sadike, tako v genetskem kot v morfološkem in fiziološkem pogledu. Upo- raba slabih sadik vodi v draga dopopolnje- vanja nasadov, lahko pa so posledice še hujše. Splošno znano je, da je umetna "' L. E., dipl. inž. gozd., *• doc. dr. F. B., dipl. biol., Inštitut za gozdno in lesno gospodarstvo, 61000 Ljubljana, Večna pot 2, YU Synopsis Eleršek, L., Batič, F.: Freshness of Nursery Norway Spruce Seedlings as Element of their Quality and Methods of Measurements of Water Deficit. Gozdarski vestnik, No. 10/1989. ln Slove- ne, lit quot. 16. The article deals with measurements of water potencial by Scholander pressure bomb in norway spruce seedlings asa quality measure of nursery seedlings used for artificial forestation. The posi- tive correlation between increase of seedlings water potencial and water loss was found and negative between increased water potential and seedlings survival and further growth. obnova neuspešna, če posajamo izsušene sadike, kljub temu pa v naših gozdovih večkrat sadi mo ravno take sadike. lzsušene sadike doživijo večji presaditveni šok ali pa se sploh posušijo. Ugotovljeno je tudi, da je zmožnost za obnovo korenin odvisna od vodne bilance sadik (GORTH 1976). lzko- pana gozdna sadika naj bi bila pred saje- njem čim manj na suhem zraku, soncu in vetru. Gozdna sadika se lahko izsuši med izkopavanjem v drevesnici, med prevozom do gozda ali pa po končanem prevozu zaradi slabo opravljenega zasipa, lahko pa tudi med sajenjem zaradi površnega prena- šanja sadik po delovišču. Le če bo delo v vseh naštetih fazah dobro organizfrano in vestno opravljeno, bo ostala sadika zado- voljivo sveža. Medtem ko za genetsko neoporečno sa- dika skrbimo z nabiranjem gozdnega se- mena v skrbno izbranih in spremljanih se- menskih nasadih in ko določajo zadovoljivo velikost in tršatost standardi, si ustvarjamo predstavo o svežosti sadik le po videzu sadik in ob zaupanju zadolženim delavcem in gozdarjem. V gozdarski praksi svežosti sadik praviloma ne ugotavljajo, v primeru sporov zaradi manj uspešne umetne ob- nove pa bi bile take meritve še posebej dobrodošlo dokazno gradivo. še večji po- G. v. 10/89 427 men nadzora svežosti sadik pa bi bil v dejstvu, da bi bili gozdarji tako na jasnem, kakšne sadike uporabljajo, s čimer bi do neuspešnega sajenja redkeje prihajalo. Svežost sadik ugotavljamo lahko z meritvijo vodnega potenciala s scholanderjevo bom- bo. Z vodnim potencialom izrazimo preskrb- ljenost sadike z vodo. Metoda je primerna tudi za ugotavljanje vodnega potenciala sadik pred sajenjem in za določanje smrtnih in kritičnih (letalnih in subletalnih) vrednosti za posamezne drevesne vrste in provenien- ce. V rastlinskih delih je od 5 do 95 % vode (npr. v semenu, ki je v latentnem stanju, je lahko le 5% vode). Brez vode rastlinske celice niso življenjsko dejavne. Voda je v rastlini transportno sredstvo, poleg tega pa omogoča funkcionalno zgradbo celičnih pr- vin. Glavni pretok vode skozi rastlino po- teka z absorbcijo vode s koreninami, z njenim prehodom po steblu v liste in transpi- racijo skozi listne reže. A. Tranzitna voda S tranzitno vodo potujejo iz tal v rastlino mineralne snovi. Tranzitna voda, ki izhaja iz rastline s transpiracijo (npr. kutikularna t. - skozi kutikulo, stomatarna t. -skozi listne reže), pa rastlino tudi hladi. Transpiracijski koeficient nam pove, koliko vode je izgubila rastlina za pridobitev enote fitomase (hrast 320, smreka 230, bukev 170, lucerna 840, proso 300). Razmerje med sprejeto in oddano vodo imenujemo vodni bilančni koeficient. V dalj- šem obdobju je ta koeficient praktično 1 (če je manjši, pa rastlina vene). Kadar tla niso zasičena z vodo, ima vodni potencial tal negativno vrednost in nadalje upada, če se tla izsušujejo. V korenine pa prehaja voda le, če je vodni potencial korenin bolj nega- tiven kot vodni potencial tal. Pri vodnem potencialu tal pribl. 15 barov listi mezofilnih rastlin vene jo. Vodni deficit pa lahko rastli na zmanjšuje z zapiranjem listnih rež, s čimer se zmanjša transpiracija in poveča turgor. B. Zadržana voda a) Kemično nevezana voda Svobodna voda Svobodno imenujemo tisto vodo, ki izhaja 428 G. V. 10/89 iz rastline pri sobni temperaturi. To je voda, ki jo je absorbiralo tkivo, ali pa tista, ki se nahaja v medceličnih prostorih. Higroskopna voda Higroskopna voda je tista, ki je na snov mehanično vezana. Ta voda se sprosti šele pri temperaturi 1 oo-1 05 oc. b) Kemično vezana voda Protoplazma je koloidni_sistem, v kate- rem so negativno nabiti koloidni delci, elek- tronegativni ioni, obdani s plastjo protonov oziroma molekul vode. Ti koloidi vežejo vodo s pritiskom več sto megapaskalov. To )>vezano vodo« pa lahko npr. potegnemo iz celic z raztopino saharoze, ki ima visok osmotski pritisk. Voda v protoplazmi je proti okolju omejena z membrano plazmalemo in s tonoplastom proti vakuoli. Elementarna membrana je selektivno polpropustna in predstavlja pregrado pri izmenjavi snovi. Za količino vode v citoplazmi, ki jo uravnava njen osmotski pritisk (oziroma relativni pri- tisk pare na površini celice), se uporablja izraz hidratura (Walter) (izraz hidratura je analogen izrazu temperatura). Ta izraz pa ne smemo zamenjati z izrazom hidratacija, ki pomeni količino adsorbirane vode na celične strukture. Ne glede na vrsto vode pa je stanje vode v rastlini zelo težko opisati. Vzrok za to je dejstvo, da je tok vode iz tal skozi rastlino v ozračje celota in da nanj vplivajo številni dejavniki v okolju (v tleh in v ozračju), pa tudi rastlina (vrsta, sorta, starost, organi itd.). Preskrba z vodo je odločilna za uspe- vanje rastlin. Prebitek ali pomanjkanje vode imata velik vpliv na rast in produkcijo. še posebej močan je vpliv pomanjkanja vode. Pomanjkanje vode v rastlini ali vodni deficit najbolje opišemo z enim izmed naslednjih parametrov - tj. z vsebnostjo vode v tkivu (Q) ali pa z vodnim potencialom ('\V) (KO- ZLOWSKI 1968), v večini primerov pa je za popoln opis vodnega deficita potrebno ugotoviti oba. Glede na to, da se vsebnost vode v rastlini zelo spreminja (dnevno, z razvojem, različni organi in njihova lega itd.), vodni deficit velikokrat raje opišemo z vodnim potencialom, ki je dinamična mera za stanje vode v rastlini. Vodni potencial je definiran kot razlika med prosto energijo vode v sistemu (rastlinska celica- okolje) in proste čiste vode pri standardnih pogojih. Opišemo ga z enačbo: !lw- !low 'tVw = Vw kjer kratice pomenijo: 'tVw - celotni vodni potencial (Pa)_ !lw - kemijski potencial vode v s1stemu (v rasti ini) !low - kemijski potencial čiste vode pod standardnimi pogoji (1 01 kPa, tempe- ratura okolja in koncentracija vode 55,6 mola); (J/mol) Vw - parcialni volumen vode; (1 cm3 mor1) = 18 cm3 · g-1 Ker je kemijski potencial vode v ras~lini običajno manjši od kemijskega potenciala čiste vode, ima celotni potencial navadno negativno vrednost. Celotni p~tencial (-'ljJ) vode lahko opišemo še z enacbo: -'tV = - T -'tVm (±) P, kjer znaki pomenijo: - T = osmotski potencial celice -'tVm = matrični potencial (na~tane ~ara?i nabrekanja koloidov m kaptlarnth sil v celičnih stenah) ±P = turgorski tlak v celici (nastane kot rezultanta osmotskega tlaka n in protitlaka celičnih sten) Pri ugotavljanju vodnega deficita veliko- krat merimo posamezne parametre vod- nega potenciala, še posebej osmotski tlak (rr), vendar so takšne meritve le delne i~ ~ celoti ne pojasnijo vodnega stanja v rast1m1 oziroma celici. Za ugotavljanje celotnega vodnega potenciala je na voljo več metod. Med najstarejšimi in sorazmerno prepro- stimi metodami je ugotavljanje celotnega vodnega potenciala s tlačno posodo, ime- novano scholanderjeva bomba. Ta metoda je še posebej uporabna za ~gota~!janje svežosti sadik, saj z njo ugotov1mo njihovo preskrbljenost z vodo. 2. MATERIAL IN METODE 2.1. Naprava in metoda merjenja Ker je metoda ugotavljanja svežosti sadik (rastlin) s sušenjem, navlaženjem in teht~­ njem zamudnejša in za terensko delo nepn- merna se za tako delo pogosto uporablja t. i. >>S~holanderjeva bomba«, katere glavni del je tlačni lonec. Pri delu s to napravo ne potrebujemo niti vode niti elektrike. V t1~9ni lonec, v katerem lahko nadzorovano zvlsu- jemo zračni pritisk, vstavimo vejico ali _drug del rastline, tako da gleda odrezam del vejice skozi tesnilo iz lonca. Pritisk, ki je potreben, da iztisnemo vodo iz vejice skozi (opazovani) odrezani del, pa je v ~bsolu~­ nem smislu enak sesalni napetosti v ksl- lemu oziroma celotnemu vodnemu poten- cialu v rastlini. Scholanderjevo bombo že dolgo uporabljajo za terenske meritve vod~ nega potenciala. Meritve vršjj~ npr. zar~d1 ugotavljanja presaditvenega so.~a, vpliv~ namakanja, ugotavljanja korelaCIJe med hl- draturo in fotosinteze ter transpiracijo, za določanje različnih podnebnih parametrov ali pa za ugotavljanje kritične i~suše.~o~ti drevja z ozirom na obrambo pre_d skod_ljiVCI .. Scholanderjevo bombo smo 1zdelah sam1 po fotografijah in skicah iz strokovnih časo­ pisov (SCHOLANDER in ~o?. 196?, KREEB 1977). Izračun za tlacm lonec Je napravil inž. Tomaž Virnik, iz~vedbo z mo~­ tiranjem na prenosnem voz1cku pa Joze Grzin. Glavne dele te naprave prikazujeta shema in fotografija (slika 1 in 2). Celotni vodni potencial smo merili na odrezanih smrekov ih vejicah, dolgih 1 O do 14 cm. Na delu vejice, ki gre skozi gumija- sto tesnilo smo odstranili lubje in jo pritrdili v tesnilo t~ko, da je bil zeleni del v tlačnem loncu. Izmed dveh merilcev pritiska kaže prvi pritisk v jeklenki (kj je polnjena s 150 bari), drugi pa pritisk v tlačnem loncu. Zel~ pomembno je, da povečujemo pritisk dovolj zmerno tako da lahko odčitamo vrednost v trenutku ko se vodna kapljica pojavi na odrezane~ delu vejice (v ksilemu). Po lite- raturi (RUETZ 1976) znaša vodni potencial smrekovih sadik pred sajenjem od -D,9 do -40,0 barov, pri naših meritvah pa je bil ta obseg ožji. 2.2. Ugotavljanje odvisnosti med . načinom hranjenja smrekovih sadik 1n njihovo svežostjo Vodni potencial smo ugotavljali jeseni l. 1988 pri štiriletnih srnrekovih sadikah, vzgo- G. V. 10/89 429 J ------- jeklenka y,, Yz • y~- prvi, drugi in tretji ventil M,t. Mh,Mh prvi in drugi merilec pritiska T l ------ tlačni lonec O ------- odrezani del odganjka, kjer se pojavi vodna kapljica Tl TL uiT Slika 1 : Shematični prikaz »Scholanderjeve bombe« in tlačnega lonca Slika 2: Prenosna ~~scholanderjeva bomba«. Foto: Lado Eleršek jenih na dveh različnih tleh, ki smo jih hranili po izkopu: 1 O dni v zasipu, 1 O dni v hladilni omari (v odprtih vrečah pri nizki 430 G. V. 10/89 zračni vlagi) ter na zraku v senci O, 6, 24, 48 in 96 ur. Vzorce smo jemali s 1., 2. in 3. vretena. Vodni potencial smo ugotavljali s scholanderjevo bombo pri 84 vzorcih, vsebnost vode (Q) z metodo navlaženja, sušenja in tehtanja pa tudi pri enakem številu vzorcev. Po odvzetju vzorcev smo smreke ponovno posadili na gredico. 3. IZSLEDKI Rezultate opravljenih analiz prikazujejo razpredelnica 1 ter grafikona 2 in 3. Iz navedenega poskusa je razvidno, da so bile sadike, hranjene v hladilni omari, bolj izsušene kot sadike v zasipu. šestte- densko hranjenje enako starih smrekovih sadik v hladilni omari v zaprtih vrečah in v zasipu v predhodnem letu pa je pokazalo, da se sadike v hladilni omari niso izsušile. Njihov vodni potencial je bli celo za 4 bare višji kot pri sadikah, hranjenih v zasipu. Hitrost izsuševanja izkopanih sadik v času vegetacije smo ugotavljali konec junija pri desetih smrekah. Po 1-, 3-, 5- in 8-urnem hranjenju teh sadik na soncu smo izmerili pri njih naslednje vrednosti: -10,7, -22,9, 10D :> o ~ . ..., c ~ o o. 50 ._) 11) ri eve l l oo 10 dneh 1 - št.meritev razl.časi shranjev. mesto meritve (popr.od 0-~B ur) Graf. 3: Vodni deficit izkopanih smrekovih sadik pri različnih časih in načinih shranjevanja (metoda navlaženja, sušenja in tehtanja) Razpredelnica 1 :Stanje vodnega potenciala in vodnega deficita pri izkopanih smrekovih sadikah Vrsta vzorca število Vodni potencial Vodni deficit vzorcev v barih 1 v %2 Po 1 O dneh hranjenja po izkopu: v zasipu 12 -19,0 15,7 v hladil nici 12 -24,4 36,6 s prvega vretena 8 -19,3 22,9 z drugega vretena 8 -22,3 27,4 s tretjega vrete na 8 -23,5 28,3 Po različnih časih hranjenja sadik v senci po izkopu, v urah: o 12 -9,8 13,8 6 12 -8,6 16,8 24 12 -12,1 28,1 48 12 -17,1 37,4 96 12 -19,2 3 s prvega vretena 20 -11,7 19,54 z drugega vrete na 20 -13,4 21 24 s tretjega vrete na 20 -15,0 31:44 Vzgoja sadik na različnih tleh: tla ))Belocc 42 -15,4 tla))IGLG" 42 -16,1 1 Vodni potencial je merjen s scholanderjevo bombo. 2 Vodni deficit (vsebnost vode) je ugotovljen z metodo navlažen ja, sušen ja in tehtanja po formuli: Wg = (masa nasičenih vzorcev - masa svežih vzorcev) : skupno maso vode v nasičenih vzorcih. Nekateri vzorci pri tej izsušitvi niso več sprejemali vode. 4 Povprečje 16 vzorcev za sadike, hranjene od O do 48 ur. 432 G. V. 10/89 5 4 9 5 28 38 45 50 58 o o 22 7,1 6,6 6,2 6,1 7,1 4,7 5,1 4,5 6,1* 5,1* 2,9* neugodnem (sušnem) obdobju. Merjeni ksi- lerl1ski vodni potencial je pri smrekovih sadikah praviloma zelo razpršen (od -0,9 do -40 kp/cm2, po RUETZU 1976), pri čemer ni povsem pojasnjeno, v kolikšni meri vplivajo nanj različni zunanji in notranji dejavniki. o tesni povezanosti med vodnim poten- cialom in prijemanjem sad~~ dreves je pisal že SCHMIDT-VOGT in GURTH (1967) ter otrv1PFELMEIER (1969). Različni pisci še nisO enotni glede njegovih kritičnih vredno- sti. Vendar obstaja velika korelacijska zveza med vodnim potencialom in prijema- njem ter nadaljnjo rastjo sadik po saditvi. It poskusa, ki ga je opravil RUETZ, je . ' ··- -'~ "" "'r;;QrY'I~niQ i7r;:)zito oosfab- VIRI 1. Braun, H. J., Marte, J., 1987. Zur WasserM aufnahme bei: Baumen nach Ende der taglichen Transpiration und Gedenken zum Trans- pirationsprinzip. Allg. Forst- u. J.-Ztg., 158, 4: 67-70. 2. Dengler, A., 1972. Waldbau. Hamburg, Ber- lin. 3. Dimpfelmeier, R., 1969. Agricil ein neues Mittel, um Forstpflanzen bei der Lagerung und beim Transport frisch zu halten. Forstw. Central- blatt, 88, 2: 80-96. 4. Eleršek, L., 1985. Raziskave pridelovanja kakovostnih sadik ter izdelava kriterijev za določa­ nje kakovosti. Elaborat, Ljubljana, Inštitut za goz- dno in lesno gospodarstvo. 5. GOrth, P., 1976. Forstpflanzen und Kulturfol- greiche LiteraturObersicht. Allg. Forst.- u. J.MZtg., Frankfurt, 147, 12: 240-246. 6. Hacskaylo, J., 1964. Fiziologija i ishrana šumskog drveča. Beograd. 7. Kojič, M., 1987. Fiziološka ekologija kultur- nih biljaka. Beograd. 8. KOZLOWSKI, T. T., 1968. Water deficits and plant growth. Volume l. Academic Press, New York. 9. Kreeb, K., 1977. Methoden der Pflanzen- okologie. VEB Gustav Fischer Verlag Jena, 1- 235. 1 O. Larcher, W. Stress bei Pflanzen. Na tur Wissenschaften, Innsbruck, 74: 158-167. 11. Milanovič, S., Pintarič, K., 1978. Proučava­ nje vodnog režima raznih proveniencija duglazjje (Pseudotsuga taxifolia britt}. Sarajevo. 12. Ruetz, W. F., 1976. Zur Schatzung des Anwuchserfolgs bei Fichte durch Wasserpoten- tialmessungen. Allg. Forstz., Munchen, 31, 39. 13. Ruetz, W. F., 1980. Wasserpotentialmes- sung als Index der Pflanzenfrische. IUFRO mee- ting, Characterization of plant materials, Freiburg. 14. Sarič, M. idr., 1986. Praktikum iz fiziologije biljaka. Beograd. 15. Schmidt-Vogt, H., GOrth, P., 1967. Die Bedeutung des Frischezustandes des Forstpflan- zen fOr den Anwuchserfolg und das JugendM wachstum von Forstkulturen. XIV IUFRO-Kon- gres, Munchen, Referate: 539-558. 16. Scholander, P. F., Hammel, H. T., Edda D. Bradstreet, Hemmingsen, E. A., 1965. Sap pressure in vascu lar plants. Science 148: 339- 345. Tisoče rasti željnih smrekic. Ali jih bomo z nepravilnim ravnanjem po izkopu že vnaprej obsodili na smrt in sebe na neuspeh pri delu. Foto: Lado Eleršek 434 G. v. 10/89