Kaisa Rissanen

Scots pine resin and BVOC emissions in relation to tree water dynamics

Rissanen K. (2019). Scots pine resin and BVOC emissions in relation to tree water dynamics. https://doi.org/10.14214/df.283

Tiivistelmä

Puut pyrkivät välttämään ja vähentämään bioottisia ja abioottisia stressitekijöitä eri keinoilla, havupuut mm. pihkan avulla. Pihka varastoi myös suuria määriä monoterpeenejä, jotka samoin kuin muut kasvien tuottamat haihtuvat hiiliyhdisteet (BVOC, biogenic volatile organic compounds), esimerkiksi metanoli, asetaldehydi ja asetoni, ovat tärkeä osa puiden viestintää ja ilmakehän kemiaa haihtuessaan puusta ilmaan. BVOC yhdisteiden emissioihin ja pihkan toimintaan vaikuttavat eri ympäristötekijät, jotka edelleen vaikuttavat puiden puolustautumiskykyyn.

Tämän väitöskirjan tavoitteena on selvittää mikä rooli eri ympäristötekijöillä ja puun fysiologisilla prosesseilla on metsämännyn (Pinus sylvestris) pihkan toiminnassa ja rungon ja neulasten BVOC emissioissa, keskittyen erityisesti puun vesitalouden ja vedenkuljetuksen vaikutuksiin. Pihkan painetta mitattiin painemittareilla ja BVOC emissioita käyttäen jatkuvatoimisella massaspektrometriä ja dynaamista kammiosysteemiä. Lisäksi sekä pihkan että BVOC emissioiden koostumusta tutkittiin kaasukromatografialla.

Lyhyellä aikajänteellä pihkan painetta ja BVOC emissioita sekä rungolta että neulasista selitti parhaiten lämpötila. Pidemmällä aikajänteellä pihkan paine ja rungon monoterpeeniemissiot laskivat maan vesipitoisuuden ja puun vesipotentiaalin laskiessa. Myös vesiliukoisten yhdisteiden – metanolin, asetonin ja asetaldehydin – emissiot rungolta ja neulasista olivat yhteydessä maan vesipitoisuuteen ja puun vedenkuljetukseen, viitaten siihen, että näiden aineiden kuljetus veteen liuenneena voi vaikuttaa olennaisesti niiden emissioihin.  

Tulokset osoittavat, että puun runko voi olla tärkeä BVOC emissioiden lähde, ja että suhteellisen pienet muutokset veden saatavuudessa voivat vaikuttaa puun BVOC emissioihin ja pihkan paineeseen, vaikka lämpötila onkin tärkein niitä selittävä tekijä. Tämä tieto voi auttaa ymmärtämään eri ympäristötekijöiden mahdollisesti aiheuttamia muutoksia mäntyjen puolustuskyvyssä, sekä parantamaan BVOC emissioiden mallinnusta liittämällä myös puun runko mallien BVOC lähteisiin. 

Avainsanat
monoterpeeni; metanoli; pihka; asetaldehyde; asetoni; metsämänty

Julkaistu 20.11.2019

Katselukerrat 4072

Saatavilla https://doi.org/10.14214/df.283 | Lataa PDF

Osajulkaisut

Rissanen K., Hölttä T., Vanhatalo A., Aalto J., Nikinmaa E., Rita H., Bäck J. (2016). Diurnal patterns in Scots pine stem oleoresin pressure in a boreal forest. Plant, Cell and Environment 39(3): 527–538.

https://doi.org/10.1111/pce.12637

Rissanen K., Hölttä T., Barreira L.F.M., Hyytinen N., Kurtén T., Bäck J. (2019). Temporal and spatial variation in Scots pine resin pressure and composition. Frontiers in Forests and Global Change 2: 23.

https://doi.org/10.3389/ffgc.2019.00023

Rissanen K., Vanhatalo A., Salmon Y., Bäck J., Hölttä T. (2019). Stem emissions of monoterpenes, acetaldehyde and methanol from Scots pine affected by tree water relations and cambial growth. Manuscript.

Rissanen K., Hölttä T., Bäck J. (2018). Transpiration directly regulated the emissions of water-soluble short-chained OVOCs. Plant, Cell and Environment 41(10): 2288–2298.

https://doi.org/10.1111/pce.13318

---