First Field Record of the Tropical Red-Banded Thrips Selenothrips rubrocinctus (Thripidae: Panchaetothripinae) in Europe

Red-banded thrips Selenothrips rubrocinctus is a polyphagous pest widely distributed in tropical and subtropical regions. Various fruit trees such as cacao, cashew, mango, avocado, and guava in certain habitats are attacked. This is the first report of the spontaneous occurrence of outdoor populations of this species of thrips in Europe. This species has been found in northern Italy on Liquidambar styraciflua, Carpinus betulus, and other ornamental forest species in urban areas. Barcode sequences of the Italian specimens were obtained.

Пилозахисна функція живоплотів на прикладі урбоекосистем Чернівецької області

Зелені насадження сучасних урбанізованих територій виконують важливі середовищетвірні та середовищезахисні функції, серед яких можна виділити їх пилозахисну здатність. Живоплоти, як невід'ємні елементи міського і позаміського озеленення, роблять свій вагомий внесок не тільки в естетизацію середовища, але й у вирішення його екологічних проблем. Досліджено пилозатримувальну здатність живих огорож, сформованих з найпоширеніших для них видів деревних рослин: свидини білої (Cornus alba (L.) Opiz.), граба звичайного (Carpinus betulus L.) та пухироплідника калинолистого (Physocarpus opulifolia L.), що ростуть на території міст і селищ Чернівецької області під дією різного антропогенного навантаження. За результатами порівняльного аналізу акумулювання пилу на листках досліджуваних живоплотів з'ясовано, що його кількість закономірно збільшується паралельно до погіршення екологічних умов від І до IV ЕФП. Встановлено, що за умов найменшого урбогенного впливу досліджені живоплоти осаджують від 0,0001 до 0,00017 мг/см2 пилу, а на їх листках вздовж завантажених транспортом міських вулиць кількість пилу збільшується у 3,1-4,3 раза. Виявлено високий рівень седиментації пилу на листкових пластинках усіх досліджуваних видів, особливо Carpinus betulus, оскільки вид має складну фактуру поверхні листкової пластинки. Зауважено, що кількість пилу на фітомасі живоплотів залежить від типу прилеглого до насадження надґрунтового вкриття. Запропоновано асортимент газостійких видів для формування живоплотів у цьому регіоні з найкращим пилозатримувальним ефектом. Розроблено практичні рекомендації з покращення функціональної здатності живих огорож, основними з яких для 25 % дослідних живоплотів є оновлення, для 67 % – доповнення у місцях втрати структурних одиниць, здебільшого – формувальні та санітарні обрізування. Узагальнено доцільність ширшого запровадження живоплотів у систему озеленення населених пунктів як індикаторів техногенного забруднення і потужного пилового бар'єру.

ВІКОВА СТРУКТУРА ПІДРОСТУ CARPINUS BETULUS L. У КУЛЬТУРФІТОЦЕНОЗАХ НАЦІОНАЛЬНОГО ДЕНДРОЛОГІЧНОГО ПАРКУ «СОФІЇВКА» НАН УКРАЇНИ

The issue of preserving the dendrological structure in historical parks requires the implementation of a number of agronomic measures aimed at ensuring the decorative and durability of plant communities. The plants of Carpinus betulus L. are included in the vast majority of deciduous plantations of the National Dendrological Park «Sofiyivka» of NASU, form the stands with the participation of Quercus robur L., Acer platanoides L., Acer campestre L. and Fraxinus excelsior L. The question of self-recovery of C. betulus plants in the park is relevant in connection with natural waste and active reduction of its viability identified over the past 10 years. The analysis of the success of natural regeneration of aboriginal plants in the cultural phytocenoses of the National Dendrological Park «Sofiyivka» of NASU has been conducted. As a result of the survey of the dendrological structure, viability of the young growth of the main structure-forming species under the stand was revealed. The prospects of replacing senile plants of C. betulus with the younger generation have been outlined. The young growth of C. betulus is 4.5% of the total number of viable undergrowth in the test plots, which is significantly less compared to A. platanoides – 64.5 % and A. campestre – 20. 7%. There is a sufficient number of viable virginile and young generative plants of C. betulus, which in future is able to form a stand. Prospects for natural regeneration of plants of the C. betulus species are average, similar in quantitative and age characteristics to plants of the Fraxinus excelsior L. The number of virginile plants is 0.5 %, and young generative – 0.1 %, compared with A. platanoides and A. campestre, the results are more than 10 times lower for virginile and 2 times – for young generative plants, which indicates a weak competitiveness of the young growth of C. betulus. Artificial phytocenoses with the participation of C. betulus are one of a few self-regenerating species in the park, as aboriginal species have a higher adaptive potential and are capable of successful renewal. Control over the ratio of species and quantitative composition of undergrowth, timely rational sanitary and landscape felling will create optimal conditions for growth and development of the young growth of C. betulus. Regular removal of aggressive plants of A. platanoides, A. campestre and F. excelsior will help preserve the existing structure of the stand in the historic part of the NDP «Sofiyivka».

Quercus Robur L. в історичних насадженнях Національного дендрологічного парку "Софіївка" НАН України за різних фітоценотичних умов

Проаналізовано видову, вікову, морфологічну та просторову структури насаджень Q. robur в історичному масиві "Дубинка" Національного дендрологічного парку "Софіївка" НАН України. Визначено розподіл території масиву "Дубинка" на дві частини, які відрізняються екологічними та фітоценотичними умовами. Аналізуючи вікову структуру насадження Q. robur, встановлено штучне створення та підтримку визначеної частки дерев дуба у структурі нижньої частини масиву "Дубинка" впродовж всієї історії його розвитку як культурфітоценозу. Не виявлено старих вікових дубів на плакорній частині масиву, що свідчить про наявність екологічних умов, які не сприяють деревам-довгожителям. Доведено можливість утримування чистих насаджень Q. robur на плакорі лише за умов формування та підтримки штучного ценозу. Встановлено кількісну частку Q. robur у видовій структурі нижньої частини деревостану – 12,8 %. З'ясовано неспроможність насіннєвого відновлення дуба у структурі деревостану масиву "Дубинка" впродовж всієї історії розвитку ценозу. Визначено дуже слабке самовідновлення Q. robur у нижній частині масиву у початковий період розвитку фітоценозу, про що свідчить істотна вікова різниця між першою та другою групами дерев у 130 років. Доведено стійку здатність домінування граба у лісовому ценозі дендропарку впродовж останніх 70 років. Встановлено зменшення інтенсивності доглядових рубань близько 100 років тому та переведення режиму утримання нижньої частини масиву до більш природних тенденцій розвитку фітоценозу. Виявлено, що чотири вікових групи дерев дуба сигналізують про етапи формування насаджень Q. robur одночасно на території всього масиву "Дубинка". На початку кожного етапу садівники парку вирубували малоцінні види та їх підріст, залишаючи окремі екземпляри бажаних у структурі ценозу дерев. У нижній частині схилу доглядовими рубаннями формували деревостан подібний до природних дубово-грабових угруповань, у структурі яких домінують Carpinus betulus L., Acer platanoides L., Q. robur та Fraxinus excelsior L. У плакорній частині формування чистих насаджень Q. robur в історичному плані є пріоритетним напрямом утримання цієї території як паркового культурфітоценозу. Надано рекомендації зі збереження та оптимізації насаджень Q. robur у культурфітоценозах дендропарку "Софіївка" щодо контролю підросту F. excelsior як едифікатора та C. betulus як повноцінної складової другого ярусу в дубово-грабових угрупованнях. Рекомендовано збільшити частку дуба у структурі ценозу нижньої частини масиву замість малоцінних видів та претендентів на домінування, а також штучно підтримувати визначену частку дерев дуба у структурі культурфітоценозу для збереження чистих насаджень Q. robur на території плакорної частини.

First Report of Wilt of European hornbeam (Carpinus betulus L.) Caused by Fusarium oxysporum in China

European hornbeam (Carpinus betulus L.) has been used as an important ornamental species for urban landscaping since the Italian Renaissance (Rocchi et al. 2010). In May 2019, 15% of 3000 C. betulus trees with wilted leaves and root rot were observed in a field (about 26 ha) in Pizhou, Jiangsu Province, China. Internal discoloration of the stem began with brown to black discoloration of the vascular system and gradually spread to inward areas. Roots and stems from symptomatic plants were washed free of soil, surface sterilized with 0.8% NaOCl, rinsed three times in sterile H2O, and blotted dry with a paper towel. Small segments (0.5-cm-long) were cut from the discolored vascular tissues, and then put on potato dextrose agar (PDA) at 25°C in darkness. After 4 days, fungal colonies were observed on the PDA. Pure cultures were obtained by monosporic isolation, and 9 morphologically similar fungal isolates (EJ-1 to EJ-9) were obtained. All purified cultures were incubated on PDA at 25°C in darkness as the initial isolation. Colonies of the 9 isolates on PDA displayed entire margins and showed abundant pink aerial mycelia initially and turned to light violet with age. Microconidia were elliptical or oval in shape, 0 septate, (5.2–)8.7(–12.5) × (3.5–)3.6(–5.5) µm. Macroconidia were falciform, 0-4 septate, and straight to slightly curved with a notched foot cell, (17.1–)20.5(–28.4) × (3.8–)4.1(–4.6) µm. These morphological characteristics resemble Fusarium oxysporum (Leslie and Summerell 2006). Genomic DNA of each isolate was extracted from mycelia using a CTAB method (Mo¨ller et al. 1992). The RPB2, TEF1 and cmdA genes were amplified and sequenced with the primers 5f2/7c (Liu et al. 2000), EF-1Ha/EF-2Tb (Carbone and Kohn 1999) and Cal228F/CAL2Rd (Groenewald et al. 2013), respectively. The sequences were deposited in GenBank (Table 1). A maximum likelihood phylogenetic analysis based on RPB2, TEF1 and cmdA sequences using MEGA7 revealed that the isolates were placed in the F. oxysporum species complex with 98% bootstrap support. Based on the morphological and molecular characters, all 9 isolates were identified as F. oxysporum. A pathogenicity experiment was conducted using 30 2-year-old C. betulus seedlings potted in sterile peat, 27 for inoculation (3 replicate plants per isolate) and 3 for a negative control. The treated plants were planted in the peat mixed with 50 ml of a conidial suspension of each isolate respectively. The negative control was inoculated with sterilized water. Conidia were harvested from colonized plates of PDA using sterilized water and adjusted to a concentration of 1×107 conidia/ml. All 30 seedlings were incubated in a greenhouse at 25°C with a relative humidity of 80% and a 12-h photoperiod. The inoculated seedlings displayed wilt symptoms within 30 to 40 days, and eventually died within 75 to 85 days after inoculation. Control plants remained symptomless. F. oxysporum was successfully reisolated from the vascular tissues of symptomatic plants, and sequences of RPB2, TEF1 and cmdA of re-isolates matched those of the original isolates. No pathogen was isolated from the tissues of control plants. The experiment was repeat twice with the similar results, fulfilling Koch's postulates. F. oxysporum is an important soil-borne pathogen and can cause disease in many economic plants, such as yellowwood (Graney et al. 2016), hickory (Zhang et al. 2015) and larch (Rolim et al. 2020). To our knowledge, this is the first report of wilt on C. betulus caused by F. oxysporum in China.

Quantitative and qualitative attributes of dead wood in dominated by Carpinus betulus L. forests in Kaniv Nature Reserve

The article presents the quantitative and qualitative attributes of dead wood in forests dominated by Carpinus betulus L. in Kaniv Nature Reserve. The study was conducted in 130–140-year natural common hornbeam forests on two permanent sample plots of 0.24 ha each by identifying and measuring all components of standing and lying (fallen) dead wood. It was found that wood detritus has an average volume of 39.8 m3/ha consists of standing dead trees (23.1%) and fallen dead wood (76.9%). The species composition is dominated by common hornbeam (96.5%), and the share of Norway maple (Acer platanoides L.) is low (3.5%). Wood of II (13.2 m3/ha, 33.1%) and III (12.2 m3/ha, 30.7%) classes of destruction predominates. Standing dead wood is formed by only one tree species — common hornbeam and has an average volume of 9.2 m3/ha. It is represented mainly by standing broken trees. The volume of standing dead wood is dominated by wood detritus of the II stage of decomposition (95.7%). Fallen dead wood is formed by two tree species — common hornbeam (95.4%) and Norway maple (4.6%), has an average volume of 30.6 m3/ha. It is represented by whole uprooted and broken fallen trees (trunks), fragments of fallen trees (trunks) and rough branches. Lying dead wood is represented by detritus of all five classes of decomposition, but wood of III (12.2 m3/ha, 39.9%) and IV (9.6 m3/ha, 31.4%) classes predominates. The volume of fallen dead wood is mainly formed by components with an average diameter of 10.1–30.0 cm (75.7%). The diversity of fractions and components, structural features, sizes and stages of decomposition of dead wood can be important in the formation of potential habitats and substrates for a number of species of living organisms.

Isotopically labelled water - A valuable tracer to track initiation and progress of bud dormancy in temperate trees

<p>Leaf-out of deciduous trees is regulated by a set of environmental factors such as cool temperatures during winter-dormancy (chilling), warm spring temperatures (forcing), and daylength (photoperiod), with complex interactions between these factors. Teasing apart these different factors in situ is challenging as no visible changes occurs during the dormancy phase. Manipulating these factors in climate chamber experiments may overcome this issue but may not reflect how they truly interact in natural conditions. Previous researches suggested that bud meristems are disconnected from the xylem flow during endodormancy and that the connection become progressively restored once exposed to a certain duration of chilling. Here we developed a new method using isotopically labelled water (D<sub>2</sub>O) to quantify the amount of water that can reach buds during the whole dormancy till budburst for 5 different species (<em>Acer pseudoplatanus</em>, <em>Carpinus betulus</em>, <em>Fagus sylvatica</em>, <em>Quercus petraea</em>, <em>Tilia cordata</em>).</p><p>In detail, we harvested twig cuttings from leaf fall to budburst (~every two weeks, 12 times) of these species from two different sites (about 5°C of difference) and placed them into labelled water during 24 h at constant light and 20°C. Buds were then cut and water content extracted to quantify δD. Thus, tracing back the water flow into the buds by the amount of D<sub>2</sub>O taken up. In parallel a subset of twigs was left in the room at 20°C to assess the time to budburst as a proxy for dormancy depth. Analyses of the data are ongoing and preliminary results show progressive increase of water uptake after induction of winter dormancy until budburst as chilling duration increased. Further, we also found distinct differences between species whereas <em>Carpinus betulus</em> showed the highest and <em>Tilia cordata </em>the lowest label uptake during winter dormancy. Furthermore, individuals growing at higher elevation took up less label indicating a stronger dormancy at lower winter temperatures. In summary, we think that our method seems a valuable tool to track quantitative changes in dormancy depth of temperate species especially, in combination with investigations on the molecular level such as sugars or hormones during winter-dormancy.</p>