Rekord a magok világából: akár 80 cm mélyen is találhatóak életképes magok a szikes talajban

Nemrég jelent meg legújabb cikkünk a PeerJ c. folyóiratban - Tóth Ágnes PhD hallgatóm első elsőszerzős cikke - amiben a talaj magbank mélységi eloszlását vizsgáltuk.

A cikk hivatkozása:

Tóth, Á., Deák, B., Tóth, K., Kiss, R., Lukács, K., Rádai, Z., Godó, L., Borza, S., Kelemen, A., Miglécz, T., Bátori, Z., Novák, T.J., Valkó, O. (2022): Vertical distribution of soil seed bank and the ecological importance of deeply buried seeds in alkaline grasslands. PeerJ 10: e13226 doi: 10.7717/peerj.13226 [IF2020: 2.984]

A közlemény szabadon hozzáférhető és letölthető a folyóirat honlapjáról ide kattintva.

A kutatás során szikes gyepeken vizsgáltuk a talaj magbank mélységi eloszlását. Miért érdekes ez a téma? A szikes gyepek igen különleges élőhelyek, melyekre elég mostoha környezeti feltételek jellemzőek: a talajnak igen nagy a sótartalma és a kötöttsége. Ezekhez a körülményekhez alkalmazkodtak a halofiton fajok számos módon, köztük azzal is, hogy magjaik hosszú évekig, évtizedekig életképesek maradhatnak a talajban, tehát perzisztens magbankkal rendelkeznek. A szikesekre jellemző, hogy a nyári szárazságban poligonális repedések alakulnak ki a talajfelszínen, ezekben a repedésekben pedig a magok mély talajrétegekbe is lejuthatnak. Ehhez hasonló különleges szerkezetű Vertisol nevű talajtípus nem csak a hazai szikeseken, hanem szinte minden kontinensen, különösen a trópusi, szubtrópusi területeken is előfordul, világszerte mintegy 335 millió hektárnyi területen.

A halofiton fajok, köztük a képen látható sziksófű (Salicornia prostrata), általában hosszútávú perzisztens magbankkal rendelkeznek, ami segíti a kedvezőtlen körülmények átvészelését.

 

Kutatásunkban olyan felbontásban és mélységig vizsgáltuk a talaj magbank eloszlását, amire tudomásunk szerint mindezidáig nem volt példa: 80 cm mélységig vettünk talaj-furatokat, melyeket tizenhat 5-cm-es szegmensre tagoltunk. Maga a mintavétel elég kemény munka volt - a talaj sokszor szinte betonkemény volt, így különböző kreatív megoldásokat kellett találnunk a fúrásra. Ezt néhány vicces videóban is megörökítettük, amit egy régebbi blogbejegyzésünkben mutatunk be itt.

Az egyik mintaterületünk 2019 kora tavaszán, a mintavétel időpontjában.

 

Életkép a talajminták terepi feldolgozásáról.

 

A mintákat mosással koncentráltuk, majd üvegházban csíráztattuk. Eredményeink azt mutatták, hogy a talajban található életképes magok 75%-a a legfelső talajrétegből (felső 5 cm) került elő, viszont még a legmélyebb rétegből (80 cm mélyről) is 5 faj életképes magjait mutattuk ki. Kíváncsiak voltunk arra is, hogy a magok mely sajátossága határozza meg leginkább az eltemetődési mélységet. Eredményeink alapján a mag alaknak volt a legnagyobb hatása: a kerek magvak mélyebbre temetődtek, mint a hosszúkásak. A mélyben fekvő talajrétegekben legnagyobb mennyiségben szikes gyepi fajok magjait találtuk, és csak kevés gyommagvat.

Ez az ábra mutatja a csíranövények és a fajok mélységi eloszlását az 1. (0-5 cm) és 16. réteg (75-80 cm) között.

Miért fontosak ezek a mélyben eltemetett magok? Egyáltalán lehet-e bármi esélyük arra hogy valaha kicsírázzanak, lehet-e szerepük a vegetációdinamikában? Ezeknek a kérdéseknek a megválaszolására további vizsgálatok mindenképp szükségesek lesznek. Az viszont több mint valószínű, hogy vannak olyan természetes és emberi eredetű, talajmozgatással járó folyamatok, amelyek révén a mélyen eltemetett magok a felszín közelébe kerülhetnek. Ilyen például a különböző ökoszisztéma mérnök állatok - például a várépítő rágcsálók - tevékenysége: föld alatti üregeikből felszínre hozhatják a mélyben található magokat (ezzel kapcsolatos régebbi blogbejegyzésünk ide kattintva elérhető). A jelentős talajmunkával járó építkezéseknél vagy akár élőhelyrekonstrukciós beavatkozások során is a felszínre kerülhetnek a mélyben eltemetett magvak. Ennek egy indirekt bizonyítéka, hogy pl. csatorna betemetéseket követően gyakran megfigyeltünk az újonnan regenerálódó növényzetben olyan halofiton fajokat, amelyek a környék növényzetében nem fordultak elő, minden bizonnyal a talajmunkák által felszínközelbe került mély talajrétegekből csírázhattak ki. A csatorna betemetésekkel kapcsolatos régebbi cikkeink elérhetőek innen: Deák et al. (2015), Valkó et al. (2017).

Jelen vizsgálatunk nagyon érdekes eredménye az, hogy igen mély talajrétegekben is vannak életképes magok. Ez arra utal, hogy a magbank restaurációs potenciáljának teljes értékű megértéséhez mélyen a felszín alá kell néznünk és nem feltétlenül elég a felszínközeli talajrétegekre koncentrálnunk.

Halofiton fajok egy kazahsztáni mormotavár felszínén. Magjaik feltehetően a mormoták tevékenysége révén kerültek a felszín közelébe.

A bombatéri élőhelyrekonstrukciót követően a kialakult nyílt felszíneken halofiton fajok jelentek meg, melyek magjai feltehetően a mélyebb talajrétegekből származtak.