Bikash Kharel kaitseb doktoritööd „Effects of environmental and competitive conditions on carbon and nitrogen use and specialised metabolites in Norway spruce and silver birch“

10. septembril kell 10.15 kaitseb Bikash Kharel taimeökoloogia ja ökofüsioloogia erialal doktoritööd „Effects of environmental and competitive conditions on carbon and nitrogen use and specialised metabolites in Norway spruce and silver birch“ („Keskkonnatingimuste ja puudevahelise konkurentsi mõju hariliku kuuse ja arukase süsiniku ja lämmastiku kasutusele ning spetsialiseerunud metaboliitidele“).

Juhendajad:
kaasprofessor Arvo Tullus, Tartu Ülikool
kaasprofessor Priit Kupper, Tartu Ülikool

Oponent:
professor Line Nybakken, Norra Maaülikool (Norra)

Kokkuvõte:
Süsinik (C) ja lämmastik (N) on taimedele olulised toitained, mis võimaldavad kasvada ja kaitsta end keskkonnastressi eest. Puud kasutavad lämmastikku fotosünteesi läbiviivate biomolekulide koostises, et siduda õhust süsinikku. Seotud süsinikku kasutatakse kasvuks, paljunemiseks, elutegevuse säilitamiseks ning keemiliste kaitseühendite tootmiseks, mida nimetatakse spetsialiseerunud metaboliitideks (SM).

Samas on seni piiratud teadmised, kuidas puud jaotavad süsinikku kasvu- ja kaitsefunktsiooni vahel muutuvates keskkonnatingimustes. Doktoritöös uuriti hariliku kuuse (Picea abies) ja arukase (Betula pendula) reaktsioone erinevatele mulla niiskustingimustele, valgusoludele ning konkurentsile teiste puudega. Andmed koguti mesaökosüsteemi niiskusega manipuleerimise katsest (FAHM) ning erinevate metsakasvukohatüüpide (tarna-angervaksa, angervaksa, sinilille, jänesekpsa, jänesekapsa-kõdusoo) puht- ja segapuistutest.

Tulemused näitasid, et kõige kuivemas sinilille kasvukohatüübis oli kuuskedel väiksem õhulõhede juhtivus, netofotosüntees ja fotosünteesi N kasutuse efektiivsus. Võrreldes niiskemate tarna-angervaksa ja jänesekapsa kasvukohatüüpidega, oli sinilille kasvukohatüübi kuuskedel ka madalam fenoolsete ühendite üldsisaldus, flavonoidide sisaldus noortes okastes ja lignaanide sisaldus puukoores. Samas oli kuivemal mullal kasvavate arukaskede juurtes suurem potentsiaalsete kaitseühendite sisaldus, sealhulgas flavonoidide, bensoehapete ja SM üldsisaldus. Õhu- ja mullaniiskuse suurenemine vähendas aga kaskedel kaitseühendite sisaldust ning soodustas peenjuurte kasvu.

Võrasisese varieeruvuse analüüs näitas, et puuvõra ülemises, enam valgustatud osas asuvad kaselehed toodavad rohkem kaitseühendeid. Kuuskedel sisaldasid vanemad okkad rohkem kaitseühendeid kui nooremad okkad. Segametsa kuuskedele avaldus kasvuperioodi alguses väiksem valguskonkurentsi mõju, mis võimaldas suuremat netofotosünteesi. Puhtkuusikutes, mida iseloomustas intensiivsem puudevaheline konkurents, suunasid kuused suhteliselt rohkem ressursse SM tootmisse. Kuna kliimamuutused muudavad keskkonnatingimusi ja liikidevahelisi suhteid, aitab käesolev uuring paremini mõista, kuidas metsad tulevikus toimivad ja muutuvate keskkonnatingimustega kohanevad.