The distribution of Heterobasidion annosum in Scots pine stands in Nemenčinė Forest Enterprise, Mera and Magūnai forest districts were examined in this Master thesis. The object of the study: Scots pine stands that were established on formerly used agricultural land, former tank range areas and the stands growing in the cut areas of mature stands. Also, the Scots pine stands where after partly clear sanitation cuttings the birch groups were planted, in purpose to avoid the disturbances of Heterobasidion annosum. The aim of the study: to summaries the information about the distribution of Heterobasidion annosum in Lithuanian forests; to study the distribution of Heterobasidion annosum in Scots pine plantations established in agricultural lands and the cut areas of mature stands. The evaluation of the effectiveness of earlier used partly clear sanitation cuttings against Heterobasidion annosum in disturbed stands was also done. Methods: the distribution of Heterobasidion annosum in the forests of Nemenčinė Forest Enterprise, Mera forest district was evaluated visually. Each studied plot was evaluated according 4 grades. 6 assessment plots in Magūnai forest district were evaluated for the effectiveness of partly clear sanitation cuttings. The stand characteristics of the remained healthy pine and birch trees were measured using standard silvicultural mensuration methods, taking the measurements of each tree at breast height, in 2 cm precision. The results: The distribution of... [to full text]

Trees are considered one of the most sensitive indicators of the environmental condition from all life forms. They are most suitable for the evaluation of the environmental changes. Due to the structure of crown trees have better contact with the atmosphere, so they filter the flowing air mass better than other vegetation forms, determine the processes in the ecosphere and react sensitively to the anthropogenic factors and consequently indicate the condition of the forest ecosystems by anatomical and morphological symptoms. Tree rings, their width and structure integrally reflect the complex impact of environmental factors. Therefore the role of tree rings, as the indicator of environmental conditions, is important for the evaluation of environmental changes. Forest ecosystems growing close to the pollution sources suffer the greatest impact because the concentration of harmful materials in the local pollution zone often exceeds permissible amounts. The objective of the research was to analyse the changes of annual radial increment of pine stands (Pinus sylvestris L.) in the zones of local alkalizing, acidifying and eutrophying pollution and to determine the regularities of radial increment recovery after the decrease of pollution. First time in Lithuania a comprehensive dendrochronological research on the impact of climatic factors and industrial pollution on the radial increment of Scots pine (Pinus sylvestris L.) has been carried out in the surroundings of “Akmenės... [to full text] / Medžiai yra vieni jautriausių aplinkos būklės indikatorių, iš visų gyvybės formų labiausiai tinkamų aplinkos pokyčiams vertinti. Dėl lajų struktūros ypatumų jie glaudžiau kontaktuoja su atmosfera ir daugiau negu kitos augalijos formos filtruoja pernešamo oro masę, lemia ekosferoje vykstančius procesus bei jautriai reaguoja į antropogeninius veiksnius, anatominiais ir morfologiniais požymiais indikuoja miško ekosistemų būklę. Medžių metinių rievių dinamika suteikia informaciją apie ekologines bei klimatines vietovės sąlygas, aplinkoje vykstančius reiškinius, o jų plotis ir struktūra integraliai atspindi kompleksinį aplinkos veiksnių poveikį. Labiausiai nukenčia arti taršos šaltinių augančios miško ekosistemos, kadangi vietinės taršos zonoje kenksmingų medžiagų koncentracija dažnai viršija ribines leistinas normas. Darbo tikslas – ištirti paprastosios pušies (Pinus sylvestris L.) medynų metinio radialiojo prieaugio pokyčius vietinės šarminančios, rūgštinančios ir eutrofizuojančios taršos poveikio zonose bei radialiojo prieaugio atsikūrimo dėsningumus sumažėjus taršos poveikiui. Pirmą kartą Lietuvoje atlikti išsamūs dendrochronologiniai klimato veiksnių ir pramonės taršos poveikio paprastosios pušies (Pinus sylvestris L.) metiniam radialiajam prieaugiui tyrimai „Akmenės cemento“ poveikio zonoje. Darbe taip pat analizuotas cemento dulkių poveikis paprastosios pušies metiniam radialiajam prieaugiui; įvertinti antropogeniniai radialiojo prieaugio pokyčiai „Akmenės cemento“ ir... [toliau žr. visą tekstą]

Medžiai yra vieni jautriausių aplinkos būklės indikatorių, iš visų gyvybės formų labiausiai tinkamų aplinkos pokyčiams vertinti. Dėl lajų struktūros ypatumų jie glaudžiau kontaktuoja su atmosfera ir daugiau negu kitos augalijos formos filtruoja pernešamo oro masę, lemia ekosferoje vykstančius procesus bei jautriai reaguoja į antropogeninius veiksnius, anatominiais ir morfologiniais požymiais indikuoja miško ekosistemų būklę. Medžių metinių rievių, kaip aplinkos būklės indikatoriaus, vaidmuo vertinant aplinkos pokyčius yra svarbus. Metinių rievių dinamika suteikia informaciją apie ekologines bei klimatines vietovės sąlygas, aplinkoje vykstančius reiškinius, o jų plotis ir struktūra integraliai atspindi kompleksinį aplinkos veiksnių poveikį. Lietuvoje didžiausią naigiamą įtaką miško ekosistemoms turi vietiniai taršos šaltiniai. Jų aplinkoje augančios miško ekosistemos nukenčia labiausiai, kadangi vietinės taršos zonoje kenksmingų medžiagų koncentracija dažnai viršija ribines leistinas normas. Darbo tikslas – ištirti paprastosios pušies (Pinus sylvestris L.) medynų metinio radialiojo prieaugio pokyčius vietinės šarminančios, rūgštinančios ir eutrofizuojančios taršos poveikio zonose bei radialiojo prieaugio atsikūrimo dėsningumus sumažėjus taršos poveikiui. Pirmą kartą Lietuvoje atlikti išsamūs dendrochronologiniai klimato veiksnių ir pramonės taršos poveikio paprastosios pušies (Pinus sylvestris L.) metiniam radialiajam prieaugiui tyrimai „Akmenės cemento“ poveikio zonoje... [toliau žr. visą tekstą] / Trees are considered one of the most sensitive indicators of the environmental condition from all life forms. They are most suitable for the evaluation of the environmental changes. Due to the structure of crown trees have better contact with the atmosphere, so they filter the flowing air mass better than other vegetation forms, determine the processes in the ecosphere and react sensitively to the anthropogenic factors and consequently indicate the condition of the forest ecosystems by anatomical and morphological symptoms. Tree rings, their width and structure integrally reflect the complex impact of environmental factors. Therefore the role of tree rings, as the indicator of environmental conditions, is important for the evaluation of environmental changes. Forest ecosystems growing close to the pollution sources suffer the greatest impact because the concentration of harmful materials in the local pollution zone often exceeds permissible amounts. The objective of the research was to analyse the changes of annual radial increment of pine stands (Pinus sylvestris L.) in the zones of local alkalizing, acidifying and eutrophying pollution and to determine the regularities of radial increment recovery after the decrease of pollution. First time in Lithuania a comprehensive dendrochronological research on the impact of climatic factors and industrial pollution on the radial increment of Scots pine (Pinus sylvestris L.) has been carried out in the surroundings of “Akmenės... [to full text]

Mokslinį tiriamąjį darbą “Mikorizės morfotipai paprastosios pušies želdiniuose” sudaro 52 puslapiai, iš jų 10 lentelių, 26 paveikslų, literatūros sąraše 72 šaltiniai. Išanalizuotas paprastosios pušies Labanoro provenencijos sodmenų vystymosi ir adaptyvumo ypatumai lauko daigyne ir želdiniuose. Įvertinta atskirų daigyno substratų (pušyno, ąžuolyno pakločių) įtaka sėjinukų (2+0) vystymuisi, adaptyvumui ir mikorizės išplitimui. Nustatyti minėtos provenencijos sodinukų (2+1) reakcijos į naujas augimo sąlygas atskirose želdavietėse (poligone, miško kirtavietėje, žemės ūkio naudmenose) ypatumai. Pateikti mikorizės kiekybinės ir kokybinės sudėties skirtumai atskiruose daigyno substratuose ir tirtose želdavietėse. Palygintos tradiciniu (morfotipavimo) ir molekuliniais (PCR-RFLP, sekvenavimas) metodais nustatytos mikorizės grybų rūšys. / The study from the research “The mycorrhizal morphotypes of Scots pine seedlings in response to different site” amounts to 52 pages, 10 tables, 26 figures and 72 refrences. The peculiarities of development and adaptivity of Scots pine seedlings from Labanoras provenance in bare-roots nursery and different site were analyzed. We hypothesized that soil with forest litter amendment would affect ectomycorrhizal community structure and growth and productivity characteristics of Scots pine seedlings in bare-roots nursery and in response to different site. In our experimental system, a layer of pine or oak litter was placed on the surface of the nursery bed soil in order to mimic natural litter cover. The influence of different nursery substrata (oak and pine litter) on development, adaptivity and mycorrhizal spread of seedlings (2+0) has been assessed. The peculiarities of seedlings (2+1) of mentioned provenance in response to new growth conditions in different site were found. The differences of qualitative and quantitative composition in nursery substrata and different site were investigated. Mycorrhizal fungi species were assessed by morphotyping and molecular methods (PCR-RFLP, sequence) identification. We have preliminary evidenced that changes to the supply of organic matter through litter manipulation may have wide-reaching effects on soil physical properties and soil chemistry and thus influence growth and survival Scots pine seedlings and their mycorrhizal communities... [to full text]

The aim of the study: to compare the conditions and growth properties of naturally regenerated and planted Scots pine stands, and to evaluate the impact of Scots pine plantations on chemical parameters of Arenosols. The object of the study: the naturally regenerated and planted Scots pine stands of different age in Varėna Forest Enterprise Merkis forest district and in the experiment of Perloja Experimental Station of Lithuanian Institute of Agriculture. The research methods: the analyses of Forest Survey data, technical measurements, the chemical analyses of Arenosols samples: pH, the capability of nutrients (N, P, K, Ca, Mg) and organic carbon. The research results: the conditions and growth properties of naturally regenerated and planted Scots pine stands in Perloja experiment and in neighbour stands; the changes of chemical properties of Arenosols (pH, the capability of nutrients and organic carbon) afforested by Scots pine were estimated.

Darbo tikslas: nustatyti ir palyginti tręšimo mineralinėmis trąšomis, pjuvenų kompostu ir miško kuro pelenais įtaką buvusiame Dumsių kariniame poligone kai kurioms smėlžemių fizikinėms ir cheminės savybėms bei įvertinti ten augančių pušies želdinių būklės ir augimo pagerinimo galimybes. Darbo objektas: smėlžemiuose augantys pušies želdiniai buvusiame Dumsių kariniame poligone; 2001 m. įrengti tręšimo mineralinėmis trąšomis bandymai ir 2005 m. įrengti bandymai, kuriuose kaip trąšos naudoti miško kuro pelenai ir pjuvenų kompostas. Darbo metodai: vizualiai 1 m² dydžio aikštelėse nustatytas dirvožemio žolinės dangos padengimas (%) (kiekviename variante sistemiškai išdėstyta po 5 aikšteles); išmatuotas (n=50) pušų prieaugis į aukštį ir vizualiai nustatytas spyglių pageltimas (dechromacija, %); nustatytas viršutinio mineralinio dirvožemio sluoksnio (0-5 cm; 5-10 cm ir 10-20 cm gyliai, jungtiniai ėminiai iš 20-ies vietų) pHCaCl2 rodiklis ir C, N ir S koncentracijos. Darbo rezultatai: išanalizuoti 2001-2005 metų duomenys; ištirtas tręšimo mineralinėmis trąšomis, pjuvenų kompostu ir miško kuro pelenais poveikis smėlžemių viršutinių horizontų pH rodikliui, C ir N koncentracijoms bei gyvąjai dirvožemio dangai, išanalizuotas ir palygintas pušies želdinių būklės ir augimo pagerėjimas, patręšus skirtingomis trąšomis. / The aim of the study: to determine and compare the influence of the application of the different doses of mineral fertilizers, sawdust compost and wood ash applied in complex with nitrogen on some physical and chemical properties of Arenosols in former military range area in Dumsiai; to evaluate the improvement possibilities of the condition and growth of Scots pine plantations in the area. The object of the study: Scots pine plantations growing on Arenosols in former military range area in Dumsiai; the fertilization trials where the mineral fertilizers were applied in 2001, and the fertilization trials where the sawdust compost and wood ash in complex with N fertilizers were applied in 2005 were further investigated. Methods: the ground vegetation cover (%) was visually assessed in 1 m² plots (5 plots were systematically laid in each treatment); height increment of Scots pine trees (n=50) was measured and discoloration of the needles (%) was visually assessed; mineral topsoil samples from 0-5 cm; 5-10 cm and 10-20 cm depths were collected (each combined sample was taken from 20 places), and chemically analysed for pHCaCl2, C and N concentrations. The results: the data of earlier investigations from the years 2001-2005 were analysed; the influence of the mineral fertilizers, sawdust compost and wood ash treatments on mineral topsoil pH, also the changes of N and C concentrations was analysed; the effects of the ground vegetation cover was assessed; the condition and growth... [to full text]

Abstract Changes in climate will impose abiotic stress on plant species, and eventually affect their distributional range. This is a particular challenge especially to tree species with long generation times and slow rates of evolution. In the boreal zone, most of these species also hold high economic value. The aim of the study was to enhance understanding of the abiotic stress coping strategies of Scots pine (Pinus sylvestris L.) in its vulnerable early growth phase. In particular, the study evaluates the role of polyamine (PA) metabolism of Scots pine under abiotic stress. Polyamines (PAs) are small, ubiquitous nitrogenous compounds involved in fundamental biological processes of plants such as growth, organogenesis, embryogenesis and abiotic and biotic stress defence. The effects of different water availabilities and spring frost temperatures on shoots and roots of young seedlings were investigated in two growth chamber experiments. Proembryogenic liquid cell culture system was established and used as a controllable platform. Effects of polyethylene glycol (PEG) induced osmotic stress was investigated at the cellular level in liquid cultures. Responses to treatments were evaluated by quantifying changes in the expression of PA metabolism, stress, cell death and cell division -related genes, metabolite concentrations, as well as stress-induced physiology and morphology. The results revealed that PA metabolism is tissue specific and strictly regulated. Drought stress induced the accumulation of putrescine (Put) in photosynthesizing tissues, whereas the prime response to spring frost was a reorganization of root growth. Generally, drought and osmotic stress decreased the expression of PA catabolizing genes, leading to consistent PA levels in tissues even under severe stress. To conclude, PAs have a protective role in maintaining the growth and development of pine tissues subjected to abiotic stress. / Tiivistelmä Ilmastonmuutos vaikuttaa eri kasvilajien levinneisyyteen. Nopeasti muuttuva ilmasto on haaste erityisesti metsäpuulajeille, jotka pitkän sukupolvenvälin takia kehittyvät evolutiivisesti hitaasti. Erilaisten ympäristötekijöiden aiheuttamien puolustusaineenvaihdunnan muutosten tunteminen metsäpuilla on tulevaisuuden kannalta myös taloudellisesti tärkeää. Työn tavoitteena oli selvittää millainen merkitys polyamiineilla on metsämännyn (Pinus sylvestris L.) abioottisessa stressivasteessa. Polyamiinit (PAt) ovat pienimolekyylisiä typpiyhdisteitä, joiden tiedetään olevan mukana solujen perusaineenvaihdunnassa, kasvien kasvussa ja kehityksessä ja stressivasteissa. Tutkimus koostuu kolmesta kokeesta, joissa selvitettiin PA aineenvaihduntaa osana männyn taimien ja erilaistumattomien somaattisista alkioista peräisin olevien soluviljelmien stressivasteita. Kahdessa kokeellisessa tutkimuksessa männyn sirkkataimia altistettiin erilaisille kasvualustan vesipitoisuuksille ja keväthallan lämpötilaolosuhteille. Kolmannessa kokeessa PA aineenvaihdunnan reagointia osmoottiseen stressiin tutkittiin erilaistumattomissa somaattisissa epäkypsissä männyn alkiosta peräisin olevissa solukoissa kontrolloidussa nesteviljely-ympäristössä. Tutkimuksessa tarkastelin PA aineenvaihduntaa säätelevien geenien ilmenemistä ja PA pitoisuuksien muutoksia suhteessa kasvuun, kehitykseen ja stressissä indusoituvien geenien ilmenemiseen. Tulokset osoittavat, että PA aineenvaihdunta on tiukasti säädeltyä erilaisissa solukoissa. Taimien yhteyttävät solukot kerryttivät putreskiinia (Put) kuivuudessa. Ensimmäiset vasteet keväthallaolosuhteisiin havaittiin muutoksena juurten kasvun säätelyssä. Sekä kuivuus että osmoottinen stressi laskevat PA hajottavien geenien ilmenemistä, mikä on metsämännyn tapa ylläpitää tasaiset PA pitoisuudet solukoissa stressitekijöistä huolimatta. Johtopäätöksenä voidaan todeta, että PA aineenvaihdunta on tärkeä metsämännyn kasvun ja kehityksen kannalta.

Abstract To date, plant endophytic bacteria have mainly been studied in roots of crop plants. However, shoot-associated endophytes are less diverse than root-associated ones. Hence, endophytic bacteria of plant shoots evolved different traits, than root colonizers, especially with types of host tissues infected and patterns of growth and development. This study found Methylobacterium extorquens colonized pine seedlings similarly to stem-colonizing rhizobia of other plants. M. extorquens DSM13060 was isolated from meristematic cells in shoot tip cultures of Scots pine (Pinus sylvestris L.). M. extorquens infected the plant stem through epidermis or stomatal apertures, forming infection pockets in the root and stem epidermis, or cortex. Post-infection, thread-like infection structures passed through the endoderm, invading vascular tissues. This led to systemic colonization of above and below ground-parts, observed in in vitro grown Scots pine. A novel mechanism enabling development of endophyte-host symbiosis is discovered within the M. extorquens – Scots pine model. This mechanism involves ability of M. extorquens to produce polyhydroxybutyrates (PHB) to protect itself from host-induced oxidative stress during infection. Upon initial colonization on the host surface, M. extorquens DSM13060 consumes methanol as a carbon source, using it to biosynthesize PHB. PHB are then degraded, upon host infection, by PHB depolymerases (PhaZ) to yield methyl-esterified 3-hydroxybutyrate oligomers. These oligomers have substantial antioxidant activity towards host-induced oxidative stress, enabling the bacterium to bypass host defenses and colonize further tissues. The bacteria can also store PHBs for future protection. The capacity for PHB production and, thus, protection from oxidative stress, is discovered in a wide taxonomic range of bacteria. This study also shows meristematic endophytes are important in growth and development of their hosts. Unlike many bacterial root endophytes, M. extorquens DSM13060 does not induce plant growth through hormones. However, this bacterium can colonize the interior of living host cells, where it aggregates around the nucleus of the host plant. M. extorquens DSM13060 genome encodes nucleomodulins, eukaryotic-like transcription factors, which may intervene in host transcription and metabolism. / Tiivistelmä Kasvin sisällä elävien endofyyttisten bakteerien tutkimus on perinteisesti keskittynyt viljelykasveihin ja niiden juuristoon. Kasvien maanpäällisissä versoissa elävät endofyytit eroavat merkittävästi juuriston bakteereista lajirikkauden suhteen. Versoissa eläville bakteereille on todennäköisesti kehittynyt erilaisia sopeumia kuin juuriston endofyyttilajeille. Endofyyttinen Methylobacterium extorquens DSM13060 elää männyn silmujen kasvusolukossa lisäten isäntäkasvin kasvua. Tässä tutkimuksessa M. extorquens –bakteerin todettiin siirtyvän männyn taimiin samoja mekanismeja käyttäen kuin Rhizobium –suvun typensitojabakteerit. Metylobakteeri tunkeutui isäntäkasviin aktiivisesti soluseinien läpi tai varren ilmarakojen kautta muodostaen mikropesäkkeitä juuren ja varren pinnoille, sekä infektiotaskuja kuorisolukkoon. Bakteeri eteni infektiolankojen avulla endodermin ohi johtosolukoihin, mikä mahdollisti bakteerin siirtymisen muualle taimeen. M. extorquens käytti kasvin pinnalla runsaana olevaa metanolia hiilenlähteenään, varastoiden sen solujen sisäiseksi polyhydroksibutyraatti (PHB) polymeeriksi. Infektion myöhemmissä vaiheissa bakteeri hajotti varastoidun polymeerin PHB-depolymeraasientsyymien (PhaZ) avulla lyhyiksi rasvahappoketjuiksi. Nämä metyloidut 3-hydroksibutyraatin oligomeerit suojasivat bakteeria isäntäkasvin puolustuksen tuottamilta happiradikaaleilta mahdollistaen infektion etenemisen. Tutkimuksessa saatujen tulosten perusteella endofyytin solunsisäinen energiavarasto, PHB, toimii pelkistävänä varastona ympäristön hapettavaa stressiä vastaan. Löytö osoitti uudenlaisen antioksidatiivisen puolustumekanismin, joka on levinnyt laajalle bakteerikunnassa ja liittyy yleisesti bakteerien kykyyn sietää vaikeita olosuhteita. Toisin kuin useat juurissa elävät bakteeriendofyytit, M. extorquens ei lisää isäntäkasvin kasvua tuottamalla kasvihormoneja. Bakteeri kykenee elämään männyn elävien solujen sisällä tumien läheisyydessä. M. extorquens DSM13060 genomi sisältääkin useita geenejä, jotka koodaavat nukleomoduliineja, eukaryoottisolujen säätylytekijöiden kaltaisia entsyymejä, joiden avulla bakteeri todennäköisesti vaikuttaa isäntäkasvin aineenvaihduntaan. Vastaavaa vaikutusmekanismia ei ole aikaisemmin kuvattu endofyyteillä. Tutkimus korostaa aiemmin tuntemattomien meristemaattisten bakteeriendofyyttien merkitystä isäntäkasvin kasvussa ja erilaistumisessa.

The aim of this diploma thesis is a proposal of a methodology used for an assessment of the measure of defoliation based on the multispectral satellite images from missions Landsat and Sentinel-2. The first part of the thesis is dedicated to the introduction of the problematics of remote sensing using multispectral sensors and the basics of research into forest vegetation. Following on this part, there is a chapter considering possibilities of monitoring defoliation using resources of remote sensing, and the closely connected problematics of the health condition of forest vegetation. After that comes a description of the used data (the satellite images and the data of ground investigation by VÚLHM) and logically compounded process of transformation of the data from satellite images on the levels of defoliation. Outcomes of the thesis include analysis of the ability of single spectral bands and vegetation indices to predict defoliation of Norway spurce (Picea abeis) and Scots pine (Pius sylvestris) vegetation. The assessment of the measure of defoliation is demonstrated on single band in near-infrared region with used of linear regression model.

Die exponierten Sandstein-Felsriffe im Nationalpark Sächsische Schweiz stellen einen Waldgrenzstandort dar. Erkenntnisse über das Baumwachstum unter diesen nährstoffarmen und trockenen Bedingungen können dazu beitragen, die Reaktionen normaler Bestände auf mögliche Klimaveränderungen besser vorherzusagen. Für die vorliegende Arbeit erfolgte die Anlage von insgesamt zwölf Versuchsflächen in den zwei Teilgebieten des Nationalparks Sächsische Schweiz, auf denen das Wachstum der Kiefern und die zuwachsbeeinflussenden Faktoren untersucht wurden. Die Auswertung der entnommenen Bohrspäne zeigt, dass Kiefern auch bei äußerst geringen Zuwachsraten jahrelang überleben können. Es wurden vielfach schmale Jahrringe aus lediglich zwei bis drei Zellreihen sowie Einzelbäume mit bis zu 29 vollständig ausgefallenen Jahrringen gefunden. Die Analyse der Zusammenhänge von Radialzuwachs, Höhenzuwachs, Bestandesdaten, Konkurrenzindizes, Standort- und Witterungsparametern nimmt einen großen Teil der Arbeit ein und mündet in der Darstellung entsprechender Wuchsmodelle.