Parectopa robiniella (Lepidoptera, Gracillariidae) influence on key parameters of Robinia pseudoacacia photosynthetic function implementation in different environmental conditions

Abstract

Robinia pseudoacacia L., a representative species of the North American dendroflora and introducent in the dendroflora of the steppe zone of Ukraine, is a part of the species composition of anti-erosion forests, systems of reclamation and field-protective plantings, landscaping of cities and natural objects having environmental status. The invaders of North American origin, Lepidoptera (Gracellariidae) species pose a main phytosanitary risk for the functioning of R. pseudoacacia in composition of cultured plantings in the steppe zone of Ukraine. The work considered characteristics of the photosynthetic function implementation, specifically, the chlorophyll content and estimated fluorescence coefficients (variable fluorescence and light-adapted steady-state fluorescence value), which can be used to evaluate the functioning of introducents in various landscapes under the condition of such biotic factor as the invasion of Parectopa robiniella (Clemens, 1863). The research was conducted in locations situated in the natural steppe zone of Ukraine within the Dnipropetrovsk Region. A trend towards lower concentrations of chlorophyll in damaged leaves both in shaded and lighted leaves was determined. A reduction in the variable fluorescence intensity was noted, which was greater at the shading of leaves, both in damaged leaves and in leaves without signs of damage from insects (intact leaves). The inhibition intensity of the light stage of photosynthesis was reduced in tree leaves damaged by insects. In the black locust plantations growing in the valley-terrace landscape, steady-state fluorescence values of shaded damaged leaves were significantly lower after light adaptation compared with intact leaves. Mathematical models were developed to calculate the ratio of variable to maximum chlorophyll fluorescence in black locust which comprised plantings in various steppe landscapes with and without damage by P. robiniella. Robinia pseudoacacia L., представник північноамериканської дендрофлори, інтродуцент у дендрофлорі степової зони України, входить до видового складу протиерозійних лісів, систем меліоративних і полезахисних насаджень, озеленення міст. та природні об'єкти, що мають природоохоронний статус. Основний фітосанітарний ризик для функціонування R. pseudoacacia у складі культурних насаджень у степовій зоні України представляють загарбники північноамериканського походження види Lepidoptera (Gracellariidae) . У роботі розглянуто характеристики реалізації фотосинтетичної функції, зокрема вміст хлорофілу та оцінені коефіцієнти флуоресценції (змінна флуоресценція та світлоадаптована стаціонарна величина флуоресценції), за якими можна оцінити функціонування інтродуцентів у різних ландшафтах за умов такий біотичний фактор, як інвазія Parectopa robiniella (Clemens, 1863). Дослідження проводилися в місцях, розташованих у природній степовій зоні України в межах Дніпропетровської області. Визначено тенденцію до зниження вмісту хлорофілу в пошкоджених листках як у затінених, так і в освітлених листках. Відзначено зниження змінної інтенсивності флуоресценції, яка була більшою при затіненні листків, як у пошкоджених листках, так і в листках без ознак ураження комахами (неушкоджені листки). У пошкоджених комахами листках дерев знижується інтенсивність гальмування світлової стадії фотосинтезу. У плантаціях чорної акації, що росте в ландшафті долинної тераси, стійкі значення флуоресценції затінених пошкоджених листків були значно нижчими після адаптації до світла порівняно з інтактними листками. Було розроблено математичні моделі для розрахунку відношення змінної до максимальної флуоресценції хлорофілу в акації, яка включала насадження в різних степових ландшафтах з пошкодженням P. robiniella та без нього .