Influence of endozoochory and stress conditions on the germination of black cherry Prunus serotina Ehrh. seeds outside the natural range

Jednym z najbardziej inwazyjnych gatunków w ekosystemach leśnych Europy jest czeremcha amerykańska Prunus serotina Ehrh., co wynika m.in. z wysokiej efektywności jej rozmnażania, a także zoochorii. Czeremcha amerykańska tworzy bank nasion, które w korzystnych warunkach mogą zachować 2−3−letnią zdolność kiełkowania. Rośliny rodzaju Prunus mają głęboko uśpione nasiona, dlatego uważa się, że wymagają one stratyfikacji przed siewem. Celem badań była analiza wschodów nasion czeremchy (z owocnią, bez owocni, stratyfikowanych i pochodzących z odchodów borsuka Meles meles L.) poddanych wpływowi różnych czynników stresowych: niska temperatura (–70°C, –18°C) i wysoka temperatura (+40°C). Przyjęto, że: I) nasiona czeremchy z odchodów borsuka będą charakteryzowały się najwyższą efektywnością wschodów, II) temperatura –18°C nie będzie hamowała efektywności wschodów czeremchy, III) owocnia będzie hamowała kiełkowanie, natomiast IV) efektywność kiełkowania nasion stratyfikowanych będzie zbliżona do efektywności kiełkowania nasion niestratyfikowanych, V) nasiona czeremchy zachowają 3−letnią zdolność wschodów. Badania prowadzono od września 2019 r. do września 2022 r. w Ogrodzie Dendrologicznym Uniwersytetu Przyrodniczego w Poznaniu (52°2538,8N, 16°5336,0E). Nasiona czeremchy ze− brano we wrześniu 2019 r. w Arboretum Leśnym w Zielonce (52°5552,3N, 17°1083,3E) z odchodów borsuka (2000 nasion z latryn) oraz z 3 stojących drzew (2000 diaspor). Żywotność zebranych nasion oceniano metodą rentgenowską. Ustalono średnią masę 1000 nasion. Uszkodzonych nasion i owoców nie wykorzystano w doświadczeniu. Opis wariantów doświadczenia zawarto w tabeli 1. Nasiona wariantów: I, II, III oraz V−IX wysiano 18.10.2019 r. w kasety w podłoże torfowe, z wyjątkiem nasion stratyfikowanych (IV), które tego dnia wysiano w piasek rzeczny. Do jednego wariantu doświadczenia użyto 192 nasion. Od początku kwietnia do września 2020, 2021 i 2022 r. obserwowano momenty wschodów. Obserwacje prowadzono co 2 tygodnie. Test 2 Pearsona wykorzystano do analizy prawdopodobieństwa kiełkowania w konkretnym wariancie. Obliczenia wykonano, biorąc pod uwagę wschodzące nasiona z każdego wariantu w stosunku do całkowitej liczby dostępnych nasion. Postawiono hipotezę, że wartości prawdo− podobieństwa wschodów we wszystkich obiektach były takie same jak dla kontroli. Analizę prze− prowadzono oddzielnie dla 2 lat badań (2020 i 2021), przyjmując wartości prawdopodobieństwa wynikające z liczby wschodów nasion w każdym roku. Stwierdzono, że 97,33% zarodków nasion czeremchy pochodzących z odchodów borsuka było rozwiniętych prawidłowo (ryc. 1a, b, c), natomiast w przypadku nasion drzew stojących było to 99,33% (ryc. 1d, e, f). Średnia masa 1000 nasion z odchodów borsuka wynosiła 78,9 g, a z drzew stojących 86,3 g. Łączna liczba nasion, które skiełkowały w okresie od 4.05.2020 r. do 1.09.2021 r., wyniosła 652, co oznacza 34% wszystkich nasion. W 2022 r. nie pojawiła się ani jedna siewka czeremchy (tab. 1, 2). Najwyższy udział wschodów w 2020 r. (statystycznie istotny) odnotowano w wariancie VII (borsuk ) – 65,1% i III (bez owocni) – 53,13%, a najniższy (statystycznie istotny) w wariancie I (owoce –70°C) – 1,04 % i II (mróz owocnia –18°C) (ryc. 2). W 2021 r. największy udział (statystycznie istotny) wschodów odnotowano w wariancie IX (+40°C) – 13,02%, a najniższy w wariancie I (owoce –70°C) – 0% (ryc. 3; tab. 2). Endozoochoria wpływa na zwiększenie inwazyjności czeremchy amerykańskiej. Owocnia hamowała wschody czeremchy amerykańskiej, ale tylko wtedy, kiedy nasiona były przemrożone. Przelegujące w glebie nasiona P. serotina zachowują 2−letnią zdolność kiełkowania. Wyniki badań wskazują, że nasiona czeremchy nie wymagają specjalnego przygotowania do siewu, poza usunięciem owocni hamującej kiełkowanie