IZBOR RASTLIN ZA JAVNE NASADE NA OSNOVI NJIHOVIH MORFOLOŠKIH IN EKOFIZIOLOŠKIH

LASTNOSTI

Prof. dr. Franc Batič, Oddelek za agronomijo, Biotehniška fakulteta, Univerza v Ljubljani

Rastline- Okolje

• Atmosfera • Hidrosfera • Litosfera (Pedosfera) • Fitosfera (Ekosfera- Biosfera) • (Larcher, 2003)

Vegetacijski pasovi za Zemlji so odraz prilagoditve rastlin na okolje in posledica dejavnosti človeka

“Višje rastline” - brstnice

• Rastlinstvu kopnega (vegetaciji) dajejo pečat brstnice – višje rastline (praprotnice-Pteridophyta (lisičnjaki, presličnice, listnate praproti,.) in semenke – Spermatophyta (golo- in kritosemenke)

• Njihovo telo - korm odraža njihov avtotrofni način življenja in prilagoditve na razmere na kopnem

Shematski prikaz zgradbe telesa semenke –kot prilagoditev na življenje na kopnem; princip rasti, zgradbe in logika obnove telesa

Shematski prikaz možne zgradbe telesa rastlin in gliv: celica, steljka, brwst (korm)

Življenske oblike telesa višjih rastlin (praprotnice in semenke)

• Raunkiaer (1937):”Plant Life Forms”; “Lebensformen”; življenske ali biološke oblike telesa višjih rastlin (sporofita)

• Morfološki odraz integrala osdnov med rastlinami in okoljem

• Orodje za analizo vegetacije v različnih okoljskih razmerah Zemlje, še posebej tam, kjer se okoljske razmere spreminjajo hitro v prostoru (Srednja Evropa – razvoj züriško- monpeljejske šole pri analizi vegetacije: Braun-Blanquet (1928),Ellenberg (1963, 1974, 1979), Landolt (1977), Košir,..

Osnovne skupine Raunkiaerjevih – življenskih oblik kopenskih rastlin

Najvažnejše podskupine življenskih oblik višjih rastlin: primeri za semenke

Fanerofiti : drevesa, grmi, lesnate ovijalke: trajno, elesenelo deblo in korenine: brsti višje kot 25-50 cm nad tlemi

Hamefiti: majhni pritalni grmički, polgrmi, zelnate rastline:brst navadno na višini 25-50 cm, višji deli odmro do te višine

Hemikriptofiti: zelnate trajnice, ki obnavljajo nadzemne dele, brsti pri tleh, pogosto pokriti z odmrlimi deli

Kriptofiti: zelnate trajnice, ki jim periodično odmirajo vsi nadzemni deli, trajni del telesa z brsti se ohranja v tleh ali pod vodo (rizom, čebula in gomolj- geofiti;helo-hidrofiti

Terofiti: “enoletnice”, zelnate rastline brez trajnegea telesa; neugodno obdobje preživijo v obliki semena

ŽIVLJENSKA DOBA RASTLIN (SPERMATOPHYTA, PTERIDOPHYTA)

• Kriterij: število cvetenj, trosenj • Vplivi: okolje, zgradba in delovanje ekosistemov; pomen živali • I. HAPAKSANTNE RASTLINE (Planta hapaxantha): • a) annuelle-enoletnice • - zimske ( ozimna žita, motovilec, mačehe, nekatere sorte solate, rukvica,...) • - poletne (jara žita, veliko okrasnih enoletnic (Tagetes, Zinnia, Coryopsis,

Cosmos, Dianthus chinensis,...), Papaver rhoeas, Cyanus arvensis, Sonchus asper, S. oleraceus, sončnica, lan, proso, fižol, soja, grah,....., zebrat, navadni grint,...

• b) bienne - dvoletnice (Apiaceae- Daucus carota, Apium graveolens, Pastinaca sativa, Carum carvi, Torilis; Brassicaceae (zelje, repa, koleraba, redkev,..) Chenopodiaceae- Beta);

• c) večletnice - plurienne;Arecaceae, Agavaceae -Agavae americana (10-100 let); Fourcroya longaeva; ( 400 let!), Poaceae - Bambusa

• II. POLAKANTNE RASTLINE- CVETIJO VEČKRAT!; zelnate trajnice, lesnate rastline; vse danes živeče praprotnice so trajna zelišča; trajna zelišča so tudi mahovi; življenjska doba gliv je zelo različna, odvisna od skupine

Življenska doba rastlin: enoletnice, dvoletnice, večletnice, trajnice

Današnja naravna (potencialna) vegetacija Evrope: A: arktična in alpinska vegetacija: pretežno grmišča hamefitov in travišča hemikriptofitov in geofitov B: vegetacija borealnih (severnih), pretežno vednozelenih iglastih gozdov trdolistnih kserofitov T: vegetacija zmernotoplega pasu (nemoralna)- pretežno listopadni gozdovi mezofitov M: mediteranski tipi vegetacije s prevla- dajočimi vednozelenimi gozdovi trdo- listnih kserofitov P: panonsko-pontska vegetacija lesostep step in polpuščav, v katerih prevladujej travišča hemikriptofitov, geofitov in tero

V okoljskih razmerah Evrope prostorsko naravno prevladuje gozdna vegetacija, v okviru katere se lahko pojavljajo vse življenjske oblike, ki jih lahko prenašamo v podobne okoljske (prostorske in časovne) ekološke niše; poznati moramo poreklo rastlin!

Čušin, 2004)

V okoljskih razmerah Slovenije naravno povsem prevladuje gozd; izjema so območja nad gozdno mejo in mokrišča ter druga nižje ležeča območja s neustreznimi tlemi.

Zgradba↔Funkcija • Zgradba rastlin je rezultat dolgotrajne adaptacije

na okoljske razmere, kjer funkcionalnost ni vedno očitna

• Podobne življenske oblike so nastale v različnih okoljskih razmerah glede na razpon delovanja posameznih dejavnikov

• Potreba po poznavanju “življenskih-preživetvenih strategij rastlin”in funkcionalnih znakov, ki temeljijo na fiziologiji rastlin in osnovnih bioloških procesih (način razmnoževanja, simbiontski odnosi

STRES in okoljski dejavniki • Stres je vsaka vrednost kateregakoli okoljskega

dejavnika, ki je izven optimuma • Okoljski stresi:klimatski (podnebje, vreme:

sevanje (temperatura, svetloba), padavine); talni (min.prehrana,vodni režim, pH, slanost,fizikalne lastnosti tal), biotski (bolezni, škodljivci) antropogeni stres (onesnažila zraska in tal, njihove posledice)

• V okolju je stres normalen pojav in se praviloma pojavlja v kombinaciji;

• Poznavanje stresnih razmer je ključno za razumevanje uspevanja in vzdrževanja rastlin

Pojav stresa in odzivi rastline

Vrste stresorjev, katerim so izpostavljene rastline

3. Vpliv temperature

• (glej tropofite); • evri- steno terme rastline; • termofilne, • frigolifilne rastline; • psihrofiti

Mraz, hlad, vročina • Temperaturni stres se pojavlja občasno in

periodično (dnevno-nočna in letna nihanja) • Osnova prilagoditev je na zgradbi protoplasta,

apoplasta (beljakovine, maščobe, mebrane) in regulaciji vodnega režima

• Hkratno pojavljanje temperaturnega, vodnega in svetlobnega stresa

• Najbolj pogost odziv na temperaturni stres je izogib (pojavljanje vrst-areali, zgradba:regulacija trdnosti, vodnega režima in presnove

Raunkiarjeve življenske oblike telesa kopenskih rastlin so bile sprva postavljene glede na pojavljanje zmrzali (temperatur pod ničlo)

“Normalni” (na vrhi grebenov) in inverzni (okrog dna vrtače) pojav ruševja na Snežniku.

Podobno kot na prejšnji fotografiji, le da je temperaturni obrat manj izrazit in dobimo na

2. Vpliv svetlobe • evri, -stenofote • Svetloba: energija, informacija, stres; preveč in

premalo svetlobe • a) Preveč svetlobe: heliofiti; prilagoditve na več

ravneh; visokogorske, mediteranske, tropske rastline; rastline odprtih rastišč; (trihomi, zgradba lista, blazinasta rast,...)

• b)Premalo svetlobe: skiofiti; liane (ovijalke); epifiti; metamorfoze organov

• Problemi povezani s aklimatizacijo in adaptacijo pri izboru in pri presajanju rastlin

Učinki sevanja (svetlobe) na rastline v odvisnosti od spektralnega sestava

Morfološke, anatomske in fiziološke prilagoditve na premalo (senca) in veliko svetlobe (sonce)

VODA:SUŠA;POPLAVA • Pomen vode za življenje: gradnik, reagent, medij,

transportno sredstvo, uravnalec temperaturnega stanja

• Ekološka klasifikacija glede na vodno stanjer: hidrofiti, helofiti, mezofiti, kserofiti in podskupine

• 1.stres: suša: odziv: homojohidre vrste: izogib (zgradba-življenjske oblike, posebne morfološko-anatomske in fiziološke adaptacije; kserofiti )

• 2. stres: prevelika koncentracija vodne raztopine-slana tla- halofiti: glikofiti

• 3. stres: z vodo zalita tla: hipoksija, anoksija • Vodni stres interferira z mineralno prehrano in

temperaturnim stresom

4. Vpliv vode • - homojohidre, poikilohidre rastline;

evri, -stenohidre; iso,-anisohidre • a) Mezofiti • b) Hidrofiti • c) Helofiti • d) Higrofiti • d) Kserofiti: 1) Hemikserofiti; 2) Sklerofiti;

3) Afilni kserofiti;3.a Malakoidni kserofiti 4) Stipa kserofiti; 5)Sukulenti;

MEZOFIT:Mespilus germanica

HELOFIT:Carex riparia

HIGROFIT:Corydalis cava HIDROFIT:Nymphaea alba

Olea europea Abies pinsapo

Ilex aqufolium

Ficus triplinerva

KSEROFITI: Sklerofiti (“trdolistnice”)

Pinus halepensis

KSEROFITI:afilni (brezlistni)

Colletia armata - Rhamnaceae

Ephedra helvetica Asparagus sp.

Genista sylvestris Malakoidni kserofit:Salvia o

KSEROFITI: sukulenti

Agavae americ

Cactaceae

Portulaca oleracea

Jovibarba hirta

Prikaz prilagoditvenih strategij kserofitov na sušo

Kasneje je bilo ugotovljeno, da je pojavljanje/prevlada posameznih življenskih oblik, ki dajejo tudi fiziopnomski izgled vegetaciji integral vplivov okolja in delovanja človeka

TLA

• Sidranje, mineralna prehrana, vodni režim • Stresi: interakcija več stresorjev

(pomankanje hranil, vode, kisika, pH (Ca), mehanski stres)

• Višje rastline lahko uspešno rastejo na kopnem le s pomočjo simbiontov (črpanje vode, P, N); pomen mikorize in fiksartorjev N

Koreninski sistem in tip mikorizacije odražata dolgotrajno prilagoditev rastlin na talne in podnebne razmere, ki določajo dinamiko rasti in pariranje stresom

Fizionomski izgled vegetacije, ki ga določajo prevladujoče življenske oblike rastlin je v enaki meri pogojen s tipom mikorizacije kot z morfološko anatomskimi prilagoditvami nadzemnih delov, kar moramo pri izb oru rastlin upoštevati.

Apnenčasta geološka podlaga vpliva na n termični režim rastišča. Temu je potrebno Ca ++ iona, ki deluje bazično, kar vse skup apnenčasto, kraško geološko podlago sp

Večina slovenske obale je flišna. Ta geološka podlaga vpliva na lastnosti tal, ki so bolj vo obali prevladujoči listopadni submediteranski gozdovi in travišča nastala iz njih, ni pa še p

Šotna tla visokih barij imajo cel niz fizikalno kemijskihb posebnih lastnosti (revna na hr njih uspevajo na te razmere prilagojene rastlinske vrste-visokobarske rastline. Na fotogr

Občasne, redne poplave in redna košnja v preteklosti sta oblikovala obširne močvirne zarasle vrbe, jelša in druge drevesne vrste poplavnih gozdov.

Poplavni, obrečni nižinski gozdovi in košeni travniki na Planinskem polju.

Globina vode, frekvenca in trajanje poplavljenosti z morsko vodo določata tip vegetacije

Onesnaženje zraka • Rastline so prilagojene, da sprejemajo snovi iz

zraka (CO2, O2, (H2O), na enak način vtopajo tudi onesnažila (SO2, NOx, O3,HF, PAN, POP-s, VOC-s, prašni delci,..

• Učinek je odvisen od doze sprejetega onesnažila (akutni in kronični vplivi), od zgradbe rastline in življenske dobe rastline in sposobnosti presnove onesnažila

• Pomembne so prilagoditve na druge stresorje, še posebej pri dolgoživih lesnatih rastlinah

Osnovne preživetvene strategije

• r, K strategije; “pionirske” in klimaksne vrste

• Grimove CSR strategije • Ravrščanje glede na funkcionalne znake

in preživetje v danih okoljskih razmerah

Pri preučevanju dinamike razvoja vegetacije in pri vzdrževanju določenih tipov vegetacije je nujno poznavanje osnovnih preživetvenih strategij, ki jih je postavil Grime (1979); glavne in vmesne strategije

STRES DISTURBANCA

KOMPETICIJA

Stres: suša, zalitje z vodo (pomanjkanje hranil, ...

Disturbance:antropogene, naravne

Zakaj izbrati samonikle rastline? • prilagojene na okoljske razmere, če znamo lastnosti”novega”

rastišča prilagoditi naravnemu- pomeben je izbor rastline • v večini primerov niso invazivne in ne predstavljajo nevarnosti

biodiverziteti (tudi glede spremljajočih škodljivcev in bolezni) • s primernim izborom je mogoče zadostiti tudi estetkim vidikom, kot

ekskluzivnosti, kar sicer počnemo s tujerodnimi vrstami • tako pri samoniklih kot tujerodnih vrstah je pomembno poznati

njihove ekofiziološke osnove uspevanja na določenem rastišču

Zališča- geofiti

• Nabor avtohtonih vrst je bogat • Za spomladansko obdobje so najbolj primerni geofiti

(zvončki, jarice, žafrani, perunike, narcise, tulipani, hiacinte, morske čebulice-masovno že v uporabi, čeprav razen izjem ne avtohtone vrste)

• Rizomski geofiti še zelo malo uporabljeni (mlaje, vetrnice, salomonovi pečati, polžarka,

• Poletno-jesenski geofiti (lilije –pretežno uporaba alohtonih vrst,; druge možnosti: podlesek, šternbergera,

zlati koren, luki

Corydalis cava, C. solida, Anemone nemorosa, Cardamine pentaphyllos, Allium roseum, A. ursinum

Allium carynatum, Crocus vernus subsp. Albiflorus, C. v. subsp.vernus, Lilim carniolucum, Sternbergia lutea, Scopolia carniolica

Zelišča-polgmi (hemikriptofiti/hamefiti)

• Nabor domačih vrst še večji in še manj izkoriščen • Nadzemni deli ostanejo celo vegetacijsko sezono, pogosto na istih mestih

kot prej geofiti, z nekaj izjemam slabo izkoriščena skupina: lepo cvetoče: Primula, Helleborus, Hacquetia, Aquilegia, Omphalodes, Viola, Campanula , Phyteuma, Lamium, Galeobdolon,

Geranium, Thalictrum, Lathyrus, Symphytum, Pulmonaria, Euphorbia, Paeonia, Vinca, Epimedium, Vicia, Gentiana, Astrantia, Digitalis

za ozelenitev: praproti (Dryopteris, Polystichum, Athyrium, Phyllitis, Matteuccia, Thelypteris, Blechnum); trave: Brachypodium sylvaticum, Milium

effusum, Calamagrostis arundinacea, Molinia arundinacea, Deschampsia caespitosa; bolj suho: Brachypodium rupestre, Calamagrostis varia, Piptatherum virescens, Festuca heterophylla, F. altissima, Hierochloae australis, Melica ciliata, Sesleria autumnalis, S. caerulea; šaši- bolj sveže-

Carex sylvatica, C. pendula, C. flacca, ; bolj suho: Carex pilosa, C. alba, C. montana, C, humulis

Aconitum lycoctonum, Euphorbia nicaensis, Arystolochia rotunda, Campanula trachelium, Stellaria holostea, Cirsium erysithales, Lamium orvala, Helleborus atrorubens, Hacquietia epipactis, Fragaria moshta

Carex flacca, Athyrium felix-femina, Luzula luzoloides, Molinia arundinacea; Sesleria autumnalis, Carey sylvatica, Danthonia alpina, Phyllitis scolopendrium

Aster amelus, Betonica serotina, Convolvulus cantabrica,Leontodon incanus, Geranium sanguineum: primeri hemikriptofitov za bolj tople, suhe lege

Lesnate rastline-grmi

• Nabor domačih vrst manjši, a še slabše izkoriščen • Za vse namene ni avtohtonih predstavnikov, zato prevladujejo

alohtone vrste • Nekatere domače vrste se ne sadijo zaradi fitosanitarnih vzrokov

(Berberis vulgaris-gostitelj žitne rje; Juniperus sabina –gostitelj Gymnosporangium sabinae) obratno nekatere tuje vrste grmovnic so lahko gostitelji nevarnih bolezni gojenih rastlin (tujerodne rožnice Erwinia amylovora)

• Rodovi, ki imajo največ potenciala uporabe so: Salix, Euonymus, Viburnum, Amalanchier, Cotoneaster, Staphyllea, Cotinus, Daphne,

• Crataegus

Lesnate rastline: drevesa

• Tudi tu je nabor vrst manjši kot pri zeliščih, a zaradi trajnosti in posebnih prilagoditev bi domače vrste lahjko nasomestile eksote v številnih primerih

• Nekaj primerov: domače vrste javorjev so premalo izkoriščene (A. platanoides, A. pseudoplatananus, A. campestre, A. obtusatum, A.monspesulanum); vrste iz rodov Sorbus, Ostrya, Carpinus, Quercus, Fraxinus ornus so skoraj odsotne v urbanem okolju , enako velja za divje sorodnike sadnih vrst

• Od redkih-ogroženih so zadovoljivo zastopani le tisa, bodika in jadikovec

Previdnostne mere

• Pri jemanju iz narave upoštevati rdeči seznam • Poleg prilagoditvenih lastnosti vrst in ujemanja s habitatom

predvideti tudi vzdrževanje – nekatere vrste lahko postanejo invazivne

• Ne smemo spregledati elementov strupenosti, alergenosti, užitnosti, nadležnosti

• Problemi domestifikacije- prenos iz naravnega rastišča v kulturo zahteva včasih veliko znanja in potrpežljivosti