Mistletoe (Viscum album) reduces the growth of the Scots pine by accumulating essential nutrient elements in its structure as a trap

Resumo

O visco ou erva-de-passarinho [Viscum album ssp. austriacum (Wiesbaur) Vollm.] é uma planta hemiparasita, e sabe-se que sua infestação desempenha um papel importante na mortalidade dos pinheiros silvestres (Pinus sylvestris L.), mas há pouco conhecimento sobre seu mecanismo de ação. Este estudo, portanto, tentou compreender melhor o efeito destrutivo do visco no crescimento e no mecanismo de absorção de água do pinheiro silvestre. Agulhas idênticas de plantas vizinhas (saudáveis e infestadas) foram colhidas no meio de cada mês (de abril a outubro de 2013) e usadas como material de pesquisa. O sucesso da infestação do visco foi investigado por meio da avaliação do conteúdo dos elementos nutrientes endógenos, como potássio, fósforo, cálcio, enxofre, magnésio, ferro, cobre, zinco, manganês, boro, níquel e sódio, tanto nas folhas do visco quanto nas agulhas de pinheiros silvestres saudáveis e infestados. Seus efeitos também foram avaliados pela determinação do conteúdo de água, clorofila e matéria seca, além do comprimento das agulhas recém-formadas das árvores saudáveis e infestadas. A infestação de visco levou a uma redução na disponibilidade de água e nutrientes minerais e causou uma forte inibição nos parâmetros de crescimento, como clorofila, matéria seca e comprimento das agulhas, acumulando os minerais nutrientes essenciais em sua estrutura. Os resultados deste estudo indicam que o visco acumula os elementos nutritivos em sua estrutura como uma armadilha e causa um estresse severo de seca no pinheiro silvestre nas estações secas de verão, desempenhando assim um papel importante no aumento da taxa de mortalidade do pinheiro silvestre.

Abstract

The mistletoe [Viscum album ssp. austriacum (Wiesbaur) Vollm.] is a hemiparasitic plant, and its infestation is known to play an important role on the mortality of Scots pines (Pinus sylvestris L.), but there is little knowledge about its action mechanism. This study, therefore, tried to gain a better understanding of the destructive effect of the mistletoe on the growth and water uptake mechanism of the Scots pine. Identical needles from neighboring plants (healthy and infested) were harvested in the middle of each month (from April to October 2013) and used as research material. Infestation success of the mistletoe was investigated by evaluating the contents of the endogenous nutrient elements such as potassium, phosphorus, calcium, sulfur, magnesium, iron, copper, zinc, manganese, boron, nickel, and sodium in both mistletoe leaves and the needles of healthy and infested Scots pine. Its effects were also evaluated by determining the content of water, chlorophyll, and dry matter, and the length of the newly formed needles of the healthy and infested trees. Mistletoe infestation led to a decrease in the availability of water and mineral nutrients, and caused a powerful inhibition on the growth parameters such as chlorophyll, dry matter, and the length of needles by accumulating the essential nutrient minerals in its structure. The findings of this study indicate that the mistletoe accumulates the nutrient elements in its structure as a trap and causes a severe drought stress in the Scots pine in dry summer seasons, thereby playing a potent role in the increasing mortality rate in the Scots pine.