Metode v ekofiziologiji rastlin in ekologiji kopenskih ekosistemov

Opis predmeta

Predmet obravnava najpomembnejše metodološke pristope v proučevanju odziva (1) posameznih rastlinskih osebkov in (2) kopenskih ekosistemov na glavne okoljske, posebej abiotske dejavnike. Predstavljene metode so ovrednotene s stališča njihove objektivnosti, časovne in prostorske reprezentativnosti ter zahtevnosti za izvedbo.

 

Na ravni rastline so predstavljene metode za spremljanje fiziološkega in biokemijskega odziva rastlin na razpoložljivost svetlobe, vode in hranil, na temperaturni režim, na onesnažila v tleh, zraku in vodi, idr. Predstavljene metode na tem nivoju vrednotijo okoljske dejavnike z meritvami fotosinteze, dihanja rastline, rasti, listne površine, vodnega potenciala, vsebnosti pigmentov, antioksidantov in drugih primarnih in sekundarnih metabolitov.

 

Na ekosistemski ravni so predstavljene metode, ki obravnavajo tokove snovi in energije skozi kopenske ekosisteme ter dejavnike, ki na to vplivajo. Težišče je na spremljanju (1) komponent ogljikovega cikla  (bruto in neto primarna produkcija in dihanje ekosistema, neto ekosistemska produkcija, dihanje tal in njegove komponente, dekompozicija), (2) vodne bilance (evaporacija in transpiracija, odtok, intercepcija, razpoložljivost vode v tleh) ter (3) bilance mineralnih hranil (depozicija iz atmosfere, izpiranje, fiksacija N2, denitrifikacija).

 

Med bolj detajlno predstavljenimi metodami so: meritve fotosinteze lista z IRGA analizatorji, HPLC in spektrofotometrične analize rastlinskih vzorcev, mikrometeorološke metode (eddy coovariance), meritve plinov s premičnimi komorami, stabilni izotopi (ogljik, kisik, vodik, dušik), transpiracijski tok v steblih/deblih, meritve listne površine z LAI analizatorji in fotografijo, vegetacijski indeksi in drugi biometrični postopki.

Cilji in kompetence

Cilji predmeta so študentu približati znanstveno-raziskovalno delo na področju ekofiziologije rastlin ter ekosistemske ekologije ter ga seznaniti z naborom raziskovalnih metod, ki se pri tem delu uporabljajo.

Metode poučevanja in učenja

Študenti se na predavanjih in laboratorijskih vajah seznanijo z osnovami metod. Te kasneje uporabijo v okviru projektnega dela, ki ga izvedejo na terenu ali v kontroliranih razmerah v laboratoriju oz.rastlinjaku. Rezultate projekta predstavijo.

Predvideni študijski rezultati

Znanje in razumevanje:

Študent pozna nabor najpomembnejših metod, ki se uporabljajo v ekofiziologiji in ekologiji kopenskih ekosistemov, njihov glavni namen ter prednosti in slabosti.

Za določen namen raziskovanja zna izbrati ustrezne metode, jih ovrednotiti s stališča objektivnosti, ponovljivosti in uporabnosti. Zna jih uporabiti v raziskavah odziva rastlin in ekosistemov v eksperimentalnih ali naravnih razmerah. Sposoben je načrtovanja raziskovalnega dela ter sinteze in analize dokaj širokega spektra znanj na področju rastlinske ekofiziologije in ekosistemske ekologije ter sorodnih ved.

Reference nosilca

DOMINIK VODNIK

1. VODNIK, Dominik, HLADNIK, Jože, VREŠAK, Martina, ELER, Klemen. Interspecific variability of plant stomatal response to step changes of [CO2]. Environmental and Experimental Botany, ISSN 0098-8472. [Print ed.], 2013, vol. 88, str. 107-112. http://dx.doi.org/10.1016/j.envexpbot.2011.12.029, doi: 10.1016/j.envexpbot.2011.12.029. [COBISS.SI-ID 7440505]

2. ELER, Klemen, PLESTENJAK, Gregor, FERLAN, Mitja, ČATER, Matjaž, SIMONČIČ, Primož, VODNIK, Dominik. Soil respiration of karst grasslands subjected to woody-plant encroachment. European journal of soil science, ISSN 1351-0754. [Print ed.], 2013, vol. 64, issue 2, str. 210-218, ilustr. http://dx.doi.org/10.1111/ejss.12020, doi: 10.1111/ejss.12020. [COBISS.SI-ID 7550841]

3. STRAJNAR, Polona, ŠIRCA, Saša, UREK, Gregor, ŠIRCELJ, Helena, ŽELEZNIK, Peter, VODNIK, Dominik. Effect of Meloidogyne ethiopica parasitism on water management and physiological stress in tomato. European journal of plant pathology, ISSN 0929-1873, 2012, vol. 132, no. 1, str. 49-57. http://www.springerlink.com/content/nkq21m023723421v/, doi: 10.1007/s10658-011-09847-6. [COBISS.SI-ID 3642984]

4. PLESTENJAK, Gregor, ELER, Klemen, VODNIK, Dominik, FERLAN, Mitja, ČATER, Matjaž, KANDUČ, Tjaša, SIMONČIČ, Primož, OGRINC, Nives. Sources of soil CO2 in calcareous grassland with woody plant encroachment. Journal of soils and sediments, ISSN 1439-0108, 2012, vol. 12, no. 9, str. 1327-1338, ilustr. http://dx.doi.org/10.1007/s11368-012-0564-3, doi: 10.1007/s11368-012-0564-3. [COBISS.SI-ID 3420838]

5. FERLAN, Mitja, ALBERTI, G., ELER, Klemen, BATIČ, Franc, PERESSOTTI, Alessandro, MIGLIETTA, Francesco, ZALDEI, A., SIMONČIČ, Primož, VODNIK, Dominik. Comparing carbon fluxes between different stages of secondary succession of a karst grassland. Agriculture, ecosystems & environment, ISSN 0167-8809. [Print ed.], 2011, vol. 140, no. 1/2, str. 199-207, ilustr. http://dx.doi.org/10.1016/j.agee.2010.12.003, doi: 10.1016/j.agee.2010.12.003. [COBISS.SI-ID 3086246]

6. VODNIK, Dominik, STRAJNAR, Polona, JEMC, Sonja, MAČEK, Irena. Respiratory potential of maize (Zea mays L.) roots exposed to hypoxia. Environmental and Experimental Botany, ISSN 0098-8472. [Print ed.], 2009, vol. 65, iss. 1, str. 107-110. http://dx.doi.org/10.1016/j.envexpbot.2008.05.005, doi: 10.1016/j.envexpbot.2008.05.005. [COBISS.SI-ID 5612153]

7. VODNIK, Dominik, VIDEMŠEK, Urška, PINTAR, Marina, MAČEK, Irena, PFANZ, Hardy. The characteristics of soil CO2 fluxes at a site with natural CO2 enrichment. Geoderma, ISSN 0016-7061. [Print ed.], 2009, vol. 150, no. 1/2, str. 32-37. http://dx.doi.org/10.1016/j.geoderma.2009.01.005, doi: 10.1006/j.geoderma.2009.01.005. [COBISS.SI-ID 5828217]

8. VIDEMŠEK, Urška, HAGN, Alexandra, SUHADOLC, Marjetka, RADL, Viviane, KNICKER, Heike, SCHLOTER, Michael, VODNIK, Dominik. Abundance and diversity of CO2-fixing bacteria in grassland soils close to natural carbon dioxide springs. Microbial ecology, ISSN 0095-3628, 2009, issue 1, vol. 58, str. 1-9. http://dx.doi.org/10.1007/s00248-008-9442-3, doi: 10.1007/s00248-008-9442-3. [COBISS.SI-ID 5663097]

9. HLADNIK, Jože, ELER, Klemen, KRŽAN, Kaja, PINTAR, Marina, VODNIK, Dominik. Short-term dynamics of stomatal response to sudden increase in CO2 concentration in maize supplied with different amounts of water. Photosyntetica, ISSN 0300-3604, 2009, vol. 47, no. 3, str. 422-428. http://www.springerlink.com/content/e555tl110rw48444/fulltext.pdf. [COBISS.SI-ID 6138489]

 

KLEMEN ELER

1. ELER, Klemen, PLESTENJAK, Gregor, FERLAN, Mitja, ČATER, Matjaž, SIMONČIČ, Primož, VODNIK, Dominik. Soil respiration of karst grasslands subjected to woody-plant encroachment. European journal of soil science, ISSN 1351-0754. [Print ed.], 2013, vol. 64, issue 2, str. 210-218, ilustr. http://dx.doi.org/10.1111/ejss.12020, doi: 10.1111/ejss.12020. [COBISS.SI-ID 7550841]

2. VODNIK, Dominik, HLADNIK, Jože, VREŠAK, Martina, ELER, Klemen. Interspecific variability of plant stomatal response to step changes of [CO2]. Environmental and Experimental Botany, ISSN 0098-8472. [Print ed.], 2013, vol. 88, str. 107-112. http://dx.doi.org/10.1016/j.envexpbot.2011.12.029, doi: 10.1016/j.envexpbot.2011.12.029. [COBISS.SI-ID 7440505]

3. FERLAN, Mitja, ALBERTI, G., ELER, Klemen, BATIČ, Franc, PERESSOTTI, Alessandro, MIGLIETTA, Francesco, ZALDEI, A., SIMONČIČ, Primož, VODNIK, Dominik. Comparing carbon fluxes between different stages of secondary succession of a karst grassland. Agriculture, ecosystems & environment, ISSN 0167-8809. [Print ed.], 2011, vol. 140, no. 1/2, str. 199-207, ilustr. http://dx.doi.org/10.1016/j.agee.2010.12.003, doi: 10.1016/j.agee.2010.12.003. [COBISS.SI-ID 3086246]

4. LESKOVŠEK, Robert, ELER, Klemen, BATIČ, Franc, SIMONČIČ, Andrej. The influence of nitrogen, water and competition on the vegetative and reproductive growth of common ragweed (Ambrosia artemisiifolia L.). Plant ecology, ISSN 1385-0237, 2012, vol. 213, no. 5, str. 769-781, ilustr., doi: 10.1007/s11258-012-0040-6. [COBISS.SI-ID 3833448]

5. HLADNIK, Jože, ELER, Klemen, KRŽAN, Kaja, PINTAR, Marina, VODNIK, Dominik. Short-term dynamics of stomatal response to sudden increase in CO2 concentration in maize supplied with different amounts of water. Photosyntetica, ISSN 0300-3604, 2009, vol. 47, no. 3, str. 422-428. http://www.springerlink.com/content/e555tl110rw48444/fulltext.pdf. [COBISS.SI-ID 6138489]

6. PLESTENJAK, Gregor, ELER, Klemen, VODNIK, Dominik, FERLAN, Mitja, ČATER, Matjaž, KANDUČ, Tjaša, SIMONČIČ, Primož, OGRINC, Nives. Sources of soil CO2 in calcareous grassland with woody plant encroachment. Journal of soils and sediments, ISSN 1439-0108, 2012, vol. 12, no. 9, str. 1327-1338, ilustr. http://dx.doi.org/10.1007/s11368-012-0564-3, doi: 10.1007/s11368-012-0564-3. [COBISS.SI-ID 3420838]

 

HELENA ŠIRCELJ

1. ŽNIDARČIČ, Dragan, ŠIRCELJ, Helena, KACJAN-MARŠIĆ, Nina. The influence of temperature and storage time on Cantaloupe melons physicochemical quality. Italian journal of food science, ISSN 1120-1770, 2013, vol. 25, no. 4, str. 459-464. [COBISS.SI-ID 7829881]

2. BRAJOVIĆ, Bernarda, KASTELEC, Damijana, ŠIRCELJ, Helena, KACJAN-MARŠIĆ, Nina. The effect of scion/rootstock combination and ripening stage on the composition of carotenoids and some carpometric characteristics of tomato fruit. European journal of horticultural science, ISSN 1611-4426, 2012, vol. 77, no. 6, str. 261-271. [COBISS.SI-ID 7321465]

3. STRAJNAR, Polona, ŠIRCA, Saša, UREK, Gregor, ŠIRCELJ, Helena, ŽELEZNIK, Peter, VODNIK, Dominik. Effect of Meloidogyne ethiopica parasitism on water management and physiological stress in tomato. European journal of plant pathology, ISSN 0929-1873, 2012, vol. 132, no. 1, str. 49-57. http://www.springerlink.com/content/nkq21m023723421v/, doi: 10.1007/s10658-011-09847-6. [COBISS.SI-ID 3642984]

4. ŽNIDARČIČ, Dragan, BAN, Dean, ŠIRCELJ, Helena. Carotenoid and chlorophyll composition of commonly consumed leafy vegetables in Mediterranean countries. Food chemistry, ISSN 0308-8146. [Print ed.], 2011, vol. 129, issue 3, str. 1164-1168. http://dx.doi.org/10.1016/j.foodchem.2011.05.097, doi: 10.1016/j.foodchem.2011.05.097. [COBISS.SI-ID 6678649]

5. ŠIRCELJ, Helena, MIKULIČ PETKOVŠEK, Maja, BATIČ, Franc. Antioxidants in spring leaves of Oxalis acetosella L. Food chemistry, ISSN 0308-8146. [Print ed.], 2010, vol. 123, iss. 2, str. 351-357. http://dx.doi.org/10.1016/j.foodchem.2010.04.042, doi: 10.1016/j.foodchem.2010.04.042. [COBISS.SI-ID 6283897]

6. KUŠAR, Anita, ŠIRCELJ, Helena, BARIČEVIČ, Dea. Determination of seco-iridoid and 4-pyrone compounds in hydro-alcoholic extracts of Gentiana lutea L. subsp. symphyandra Murb. leaves and roots by using high performance liquid chromatography. Israel journal of plant sciences, ISSN 0792-9978, 2010, vol. 58, no. 3/4, str. 291-296, ilustr. http://dx.doi.org/10.1560/IJPS.58.2.291. [COBISS.SI-ID 6832761]

7. KACJAN-MARŠIĆ, Nina, ŠIRCELJ, Helena, KASTELEC, Damijana. Lipophilic antioxidants and some carpometric characteristics of fruits of ten processing tomato varieties, grown in different climatic conditions. Journal of agricultural and food chemistry, ISSN 0021-8561, 2010, vol. 58, no. 1, str. 390-397. http://dx.doi.org/10.1021/jf902465e, doi: 10.1021/jf902465e. [COBISS.SI-ID 6174329]

8. POCIECHA, Maja, ŠIRCELJ, Helena, LEŠTAN, Domen. Remediation of Cu-contaminated soil using chelant and EAOP. Journal of environmental science and health. Part A, Toxic/hazardous substances & environmental engineering, ISSN 1093-4529, 2009, vol. 44, iss. 11, str. 1136-1143, ilustr. http://dx.doi.org/10.1080/10934520903005160, doi: 10.1080/10934520903005160. [COBISS.SI-ID 6027641]

Temeljni viri in literatura

Reigosa Roger M. J. 2001. Handbook of Plant Ecophysiology Techniques. Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, 452 s., ISBN  0-7923-7053-8

von Willert D.J., Matyssek R., Herppich W. 1995. Experimentelle Pflanzenökologie – Grundlagen und Anwendungen. Gerog Thieme Verlag Stuttgart, New York, 344s., ISBN 3-13-134401-6

Larcher, W. 2002. Physiological Plant Ecology. Ecophysiology and Stress Physiology of Functional Groups. četrta izdaja, Springer, Berlin: 506 s. ISBN 3-540-43516-6

Flexas J., Loreto F., Medrano H. 2012. Terrestrial Photosynthesis in a Changing Environment. Cambridge University Press, Cambridge, 728 s.ISBN 978-0-521-89941-3

Chapin III, F.S., Matson, P.A., Vitousek, P. 2012. Principles of Terrestrial Ecosystem Ecology, 2nd ed. Springer,  Berlin: 529 p. ISBN 978-1-4419-9502-5

Sala, O.E., Jackson, R.B., Mooney, H.A., Howarth, R.W. (Eds.). 2000. Methods in Ecosystem Science. Springer,  New York: 421 p.  ISBN: 978-0-387-98743-9

Waxmundska-Hajnos, M., Sherma, J.2010. High performance liquid chromatography in phytochemical analyses. CRC Press, 975 s. ISBN: 978-1-4200-9260-8

 

revijalni članki s področja, tekoča periodika, druga učna gradiva…

journal papers, current periodicals, others…

Bodi na tekočem

Univerza v Ljubljani, Fakulteta za elektrotehniko, Tržaška cesta 25, 1000 Ljubljana

E:  dekanat@fe.uni-lj.si T:  01 4768 411