|
|
Short-term application of elevated temperature and drought influences the isotopic composition of winter wheat grains
Pernicová, Natálie ; Urban, Otmar ; Čáslavský, Josef ; Klem, Karel ; Trnka, Miroslav
The study aimed to determine the differences in carbon (δ13C) and nitrogen (δ15N) stable isotope ratios in grains of three winter wheat varieties grown under optimal and stress conditions. We found that the wheat variety has a significant effect on both δ13C and δ15N isotope ratios. Short-term (nine days) exposure to drought and high temperature during the heading or stem extension development phase significantly enhanced δ13C values, but only high temperature affected δ15N values. Enhanced δ15N values support the assumption that global warming causes a higher representation of the 15N isotope in plants. Moreover, significant interactive effects of temperature and water availability on the values of both isotopes were found implying that C and N metabolisms have been altered under the investigated stress conditions. We conclude that δ13C and δ15N isotope ratios of cereal grains are sensitive indicators of stress conditions, even short-term ones
|
|
|
Porovnání gradientového měření a modelování depozičního toku ozonu do smrkového porostu v lokalitě Bílý Kříž (Moravskoslezské Beskydy)
Zapletal, M. ; Chroust, P. ; Večeřa, Zbyněk ; Mikuška, Pavel ; Cudlín, Pavel ; Urban, Otmar ; Pokorný, Radek ; Czerný, Radek ; Janouš, Dalibor ; Taufarová, Klára ; Marek, Michal V. ; Hůnová, I. ; Černikovský, L. ; Medlen, A.
Porovnání naměřených a modelovaných depozičních rychlostí ozonu do smrkových lesů v lokalitě Bílý Kříž. Odhad denních změn depozičního a stomatálního toku ozonu do smrkových lesů.
|
|
|
Antokyany v listech rostlin: ochranná funkce a detekce spektrálními metodami
Nikodymová, Michaela ; Albrechtová, Jana (vedoucí práce) ; Urban, Otmar (oponent)
Rostliny se během svého života musí vypořádat se změnou různých faktorů vnějšího prostředí, z nichž některé vyvolávají u rostlin stres. Stresory mohou v rostlinách způsobit poškození vedoucí k inhibici růstu a fotosyntézy, to může v extrémním případě nebo po dlouhodobém vystavení stresu vést ke smrti celého organismu a negativně se odrážet v zemědělských výnosech. Rostliny si musely vyvinout obranné mechanismy, mezi něž patří i akumulace antokyanů, které se při vystavení rostliny stresovému faktoru mohou hromadit v listech. Cílem práce je shrnout poznatky o vlivu stresových faktorů na akumulaci antokyanů v listech a o funkci antokyanů v ochraně před těmito faktory. Antokyany mají nejčastěji funkci antioxidantů, které reagují s ROS a tím je inaktivují, mohou fungovat i jako filtry chránící fotosystémy před UV zářením, a jako ochrana před herbivory. V práci jsou také shrnuty poznatky o spektrálních metodách detekce antokyanů v listech s důrazem na nedestruktivní metody detekce. Spektrální metody umožňují analyzovat antokyany na základě interakce listu a látek v něm obsažených se zářením, které na list dopadá. Nejčastěji používanou metodou je UV-VIS spektrofotometrie. Pro studium změny pigmentů v listech během ontogenetického vývoje je třeba použít nedestruktivní metody jejich detekce. Použití vhodné...
|
|
|
Sekvestrace uhlíku lesními ekosystémy v měnícím se klimatu.
Hlaváčková, Lucie ; Lhotáková, Zuzana (vedoucí práce) ; Urban, Otmar (oponent)
Studium globálního cyklu uhlíku je v popředí zájmu vědců, protože pochopení jednotlivých sinků uhlíku a vazeb mezi nimi může nastínit řešení problémů spojených se zvyšující se koncentrací CO2 v ovzduší v budoucnosti. Práce je zaměřena na roli lesních ekosystémů v tomto cyklu. Lesy pokrývají skoro třetinu povrchu pevniny a prostřednictvím fotosyntézy váží velkou část uhlíku do své biomasy. Síla sinku lesního porostu se však může lišit v závislosti na typu biomu, stáří porostu a na aktuálních klimatických podmínkách. Lesní biomy můžeme obecně rozdělit podle zeměpisné šířky na biom tropického, temperátního a boreálního lesa. V tomto pořadí klesá i jejich velikost zásob uhlíku. Ostatní parametry, jako čistá primární produkce a respirace, se liší v závislosti na konkrétním ekosystému. Tropické deštné lesy jsou velkou zásobárnou uhlíku, ovšem jejich značné kácení způsobuje také obrovské uvolňování emisí C zpět do atmosféry. Boreální lesy nejsou tak významným sinkem uhlíku, ale mají velký vliv na tamní klima. Jisté spekulace také vyvstávají v případě starých lesů. Je možné najít autory, kteří tvrdí, že starý les již není sinkem uhlíku a jejich celková uhlíková bilance je tedy neutrální. Mnoho prací však toto vyvrací a dokazuje sice nižší poutání uhlíku v porovnání s dospělými či mladými lesy, ale celkovou...
|
|
|
Study of quantitative parameters of Norway spruce needle structure under the effect of elevated CO₂ concentration and different irradiance
Kubínová, Zuzana ; Lhotáková, Zuzana (vedoucí práce) ; Urban, Otmar (oponent) ; Gebauer, Roman (oponent)
Zuzana Kubínová: Study of Quantitative Parameters of Norway Spruce Needle Structure under the Effect of Elevated CO2 Concentration and Different Irradiance, Doctoral Thesis, Prague 2019 Abstrakt Koncentrace CO2 v atmosféře vzrůstá, zatímco její vliv na rostliny stále ještě není zcela objasněn. Smrk ztepilý (Picea abies L. Karst.) je hojně rozšířeným jehličnanem v evropských severských lesích a lesích mírného pásma, které jsou jedním ze sinků uhlíku v jeho globálním cyklu. Fyziologické odpovědi rostlin na zvýšenou koncentraci CO2 mohou být vzájemně propojeny s anatomickými a morfologickými změnami listu. Struktura listu je také ovlivněna dalšími faktory, přičemž nejvýznamnější z nich je ozářenost, která byla proto zařazena do našich studií. Vlivy zvýšené koncentrace CO2 a ozářenosti na strukturu jehlic smrku ztepilého byly studovány pomocí nově uzpůsobených zavedených efektivních metod kvantitativní analýzy, které poskytují nevychýlené odhady daných parametrů. Metoda všeobecné Prokrustovy analýzy byla efektivní pro porovnání tvarů jehlic na příčném řezu a metoda disektoru umožnila přesný odhad počtu chloroplastů ve smrkových jehlicích. Vliv zvýšené koncentrace CO2 a ozářenosti na strukturu jehlic byl zkoumán na dvou hierarchických úrovních: Na úrovni morfologie jehlice byla ozářenost silnějším morfogenním...
|
|
|
Anatomická analýza mezofylu stinného a slunného listu buku lesního pod vlivem zvýšené koncentrace CO2.
Horská, Jana ; Lhotáková, Zuzana (vedoucí práce) ; Urban, Otmar (oponent)
Práce se zabývá vyhodnocením vlivu koncentrace CO2 a ozářenosti na vybrané anatomické parametry listu buku lesního, Fagus sylvatica L. Proces fotosyntézy je zásadně ovlivňován řadou vnějších faktorů, mezi nimi atmosférickou koncentrací CO2 a ozářeností a úzce souvisí s anatomickými parametry listu. Jedním z těchto důležitých anatomických parametrů ovlivňujících rychlost asimilace je vnitřní povrch listu, který představuje plochu mezofylu, na které dochází k výměně plynů. Experimentální materiál využitý v této práci byly listy z juvenilních stromů buku lesního zasazených v r. 2005 a rostoucích v aktuální koncentraci CO2 (390ppm, AC) a ve zvýšené koncentraci CO2 (700 ppm, EC) na experimentálním stanovišti Bílý Kříž v Beskydech Centra výzkumu globální změny AV ČR. Vyhodnoceny byly anatomické parametry slunných a stinných listů z obou ošetření CO2 odebrané ve dvou sezónách s odstupem tří let (2009 a 2012). Ke stanovení anatomických parametrů listu byly využity stereologické metody, které poskytují nevychýlený odhad měřených parametrů, především metoda fakír pro stanovení vnitřního povrchu listu. Na listech odebraných v roce 2009 byl účinek EC zaznamenán pouze ve snížení zastoupení mezibuněčných prostor v mezofylu. V roce 2012 způsobila EC u listů navýšení mocnosti palisádového parenchymu a trend...
|
|
|
Study of quantitative parameters of Norway spruce needle structure under the effect of elevated CO₂ concentration and different irradiance
Kubínová, Zuzana ; Lhotáková, Zuzana (vedoucí práce) ; Urban, Otmar (oponent) ; Gebauer, Roman (oponent)
Zuzana Kubínová: Study of Quantitative Parameters of Norway Spruce Needle Structure under the Effect of Elevated CO2 Concentration and Different Irradiance, Doctoral Thesis, Prague 2019 Abstrakt Koncentrace CO2 v atmosféře vzrůstá, zatímco její vliv na rostliny stále ještě není zcela objasněn. Smrk ztepilý (Picea abies L. Karst.) je hojně rozšířeným jehličnanem v evropských severských lesích a lesích mírného pásma, které jsou jedním ze sinků uhlíku v jeho globálním cyklu. Fyziologické odpovědi rostlin na zvýšenou koncentraci CO2 mohou být vzájemně propojeny s anatomickými a morfologickými změnami listu. Struktura listu je také ovlivněna dalšími faktory, přičemž nejvýznamnější z nich je ozářenost, která byla proto zařazena do našich studií. Vlivy zvýšené koncentrace CO2 a ozářenosti na strukturu jehlic smrku ztepilého byly studovány pomocí nově uzpůsobených zavedených efektivních metod kvantitativní analýzy, které poskytují nevychýlené odhady daných parametrů. Metoda všeobecné Prokrustovy analýzy byla efektivní pro porovnání tvarů jehlic na příčném řezu a metoda disektoru umožnila přesný odhad počtu chloroplastů ve smrkových jehlicích. Vliv zvýšené koncentrace CO2 a ozářenosti na strukturu jehlic byl zkoumán na dvou hierarchických úrovních: Na úrovni morfologie jehlice byla ozářenost silnějším morfogenním...
|
|
|
Měřené a modelované toky troposferického ozonu v horském porostu smrku ztepilého
Juráň, Stanislav ; Zapletal, Miloš ; Večeřa, Zbyněk ; Cudlín, Pavel ; Urban, Otmar
Toky troposférického ozonu (O3) byly měřeny ve smrkovém lese na Bílém Kříži, České republika pomocí metody vířivé kovariance. Koncentrace O3 byla měřena současně v profilu korunové vrstvy studovaného porostu (ve výšce 7 m, 25 m a 30 m nad povrchem země) pomocí analyzátorů ozonu APOA-370 (Horiba, Japan). Na základě zjištěného koncentračního gradientu byly následně modelovány toky ozonu pomocí Inverzního Lagrangianova Transportního Modelu (Raupach, 1989). Dále byly toky ozonu modelovány pomocí rezistenčního modelu, který vychází z výpočtu depozičních rychlostí ozonu na základě rezistenční analogie. Tok ozonu stanovený pomocí vířivé kovariance vykazuje nejvyšší průměrný denní tok 1,19 nmol m-2 s-1 a nejnižší -0,75 nmol m-2 s-1. Studovaný lesní porost byl čistým sinkem pro ozon a to ve výši 7,14 mmol m-2 za den (=0,343 g m-2 za den). Nejvyšší rychlost emise ozonu (kladná hodnota toku) byla pozorována během poledních hodin, kdy za nízkých teplot byly zavřené průduchy, a díky dostatečné intenzitě slunečního záření docházelo k tvorbě ozonu. Oba modely se ukázaly jako problematické v přesném stanovení toku během přechodu ze podzimního do zimního období.
|
|
|
Metody detekce houbových chorob využitelné ve fenotypování rostlin a dálkovém průzkumu
Klem, Karel ; Veselá, Barbora ; Holub, Petr ; Urban, Otmar ; Mezera, J.
Tato metodika shrnuje poznatky z porovnání tří perspektivních metod detekce houbových chorob využitelných pro dálkový průzkum a fenotypování rostlin se zaměřením na odolnost vůči chorobám. Jedná se o metody měření spektrální odrazivosti, infračerveného termálního zobrazování a modro-zelené zobrazovací fluorescence. Na příkladu napadení rostlin ozimé pšenice padlím travním, rzí plevovou a rzí pšeničnou metodika demonstruje jejich přednosti a nedostatky z pohledu detekce jednotlivých chorob, přičemž je zřejmé, že všechny tři metody jsou pro nedestruktivní detekci houbových chorob potenciálně využitelné, ale jejich praktické použití se může lišit. Testování indexů spektrální odrazivosti pro detekci napadení houbovými chorobami ukazuje především vysokou spolehlivost detekce u indexů založených na odrazivosti v red-edge a zeleném pásmu vlnových délek. Infračervené termální zobrazování prokázalo vysokou přesnost detekce u napadení padlím travním, případně rzí pšeničnou, ale již nižší u rzi plevové. Modro-zelená fluorescence i termální zobrazování představují také velmi dobrý nástroj pro vyhodnocení intensity prostorové distribuce napadení listu.
|
|
|
Antokyany v listech rostlin: ochranná funkce a detekce spektrálními metodami
Nikodymová, Michaela ; Albrechtová, Jana (vedoucí práce) ; Urban, Otmar (oponent)
Rostliny se během svého života musí vypořádat se změnou různých faktorů vnějšího prostředí, z nichž některé vyvolávají u rostlin stres. Stresory mohou v rostlinách způsobit poškození vedoucí k inhibici růstu a fotosyntézy, to může v extrémním případě nebo po dlouhodobém vystavení stresu vést ke smrti celého organismu a negativně se odrážet v zemědělských výnosech. Rostliny si musely vyvinout obranné mechanismy, mezi něž patří i akumulace antokyanů, které se při vystavení rostliny stresovému faktoru mohou hromadit v listech. Cílem práce je shrnout poznatky o vlivu stresových faktorů na akumulaci antokyanů v listech a o funkci antokyanů v ochraně před těmito faktory. Antokyany mají nejčastěji funkci antioxidantů, které reagují s ROS a tím je inaktivují, mohou fungovat i jako filtry chránící fotosystémy před UV zářením, a jako ochrana před herbivory. V práci jsou také shrnuty poznatky o spektrálních metodách detekce antokyanů v listech s důrazem na nedestruktivní metody detekce. Spektrální metody umožňují analyzovat antokyany na základě interakce listu a látek v něm obsažených se zářením, které na list dopadá. Nejčastěji používanou metodou je UV-VIS spektrofotometrie. Pro studium změny pigmentů v listech během ontogenetického vývoje je třeba použít nedestruktivní metody jejich detekce. Použití vhodné...
|
host ::
RSS.