نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسندگان
تهران، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، موسسه تحقیقات جنگلها و مراتع کشور،
چکیده
درختان صنوبر کبوده (Populus alba) و پده (P. euphratica) از گونههای بومی کشور میباشند. صنوبر کبوده به لحاظ سازگاری و تولید چوب و فرم کیفی تنه وگونه صنوبر پده نیز بهدلیل مقاومت به شرایط اقلیمی گرم و خشک و شوری خاک از پتانسیل مناسبی جهت زراعت چوب برخوردارند. هدف این تحقیق ارزیابی رشد چهار کلن صنوبر (P. alba 58.57, P. alba 44.9, P. euphratica و هیبرید P. euphratica x P. alba 44/9) درعرصه-های شور ایستگاه گرمسار و ایستگاه غیر شور کرج بوده است. کلنهای صنوبر در قالب طرح بلوکهای کامل تصادفی با سه تکرار کاشته شدند. ویژگیهای رویشی نهالها و ویژگیهای فیزیولوژیک برگ بر اساس روشهای استاندارد اندازه گیری شد. نتایج تجزیه واریانس ویژگیهای رویشی نشان داد که کلنهای صنوبر بهلحاظ صفات رویشی تفاوت معنیداری داشتهاند. بیشترین درصد زندهمانی، قطر و ارتفاع در ایستگاه گرمسار مربوط به دو کلن پده و هیبرید آن بود. در ایستگاه کرج به غیر از گونه پده سایر کلنها 100 درصد زندهمانی داشتند. کلن هیبرید نیز از قطر و ارتفاع بیشتری نسبت به سایر کلنها بر خوردار بود. کمترین مقدار سطح برگ مربوط به کلنهای کبوده در ایستگاه گرمسار بود. تجزیه واریانس ویژگیهای فیزیولوژیک برگ نشان داد که کلنهای صنوبر بهلحاظ مقدار کلروفیل و کاروتنوئید تفاوت معنیداری را در ایستگاههای گرمسار و کرج داشتند. مقدار پرولین، قند و آب نسبی در کلنهای پده و هیبرید در ایستگاه شور بیشتر از کلنهای کبوده بود. در نهایت کلنهای پده و هیبرید تحمل بالایی نسبت به تنش شوری داشته و میتوانند در عرصه خاک شور رشد مناسبی داشتهباشند.
کلیدواژهها
موضوعات
عنوان مقاله [English]
Growth comparison of two poplar species (Populus alba and Populus euphratica) and their hybrid in the saline and non-saline soils
نویسندگان [English]
Research Institute of Forests and Rangelands, Agricultural Research Education and Extension Organization (AREEO), Tehran, I. R. of Iran
چکیده [English]
P.alba and P.euphratica trees are native poplar species of Iran. P. alba for adaptability, wood production and straightness of stem form and P. euphratica for resistance of drought and salinity are important. The purpose of this study was comparison of the growth and physiological charactristics of two native poplar species and their hybrid ( P. euphratica x P. alba 44 / 9) under saline soil of Garmsar and non-saline soil of Karadj. One-year-old rooted cutting was planted with 3×3 m spacing based on randomized compelete block design with three replications in March 2010. Growth and physiological characteristics of the trees were measured according to standard procedures. Analysis of variance of growth characteristics showed that diameter, height, leaf area, specific leaf area (SLA) and leaf dry matter variables had a significant differences among poplar clones. P. euphratica and its hybrids had the highest survival percent, diameter and height values in saline soils of Garmsar. P. alba 44/9 and 58/57 clones had the lowest leaf area value in saline soils. Hybrid clone had the highest survival percent, diameter and height values in Karadj. Analysis of variance of leaf physiologic characteristics showed that chlorophyll a, chlorophyll b and carotenoids values had a significant differences among poplar clones. P. euphratica and its hybrids had more proline, soluble suger and relative water content (RWC) values than P. alba clones in saline soil. Finally P. euphratica and hybrid clones had suitable potential for wood production and resistance to salinity on saline soils of Garmsar station.
کلیدواژهها [English]
مقایسه رشد دو گونه صنوبر (Populus alba و Populus euphratica) و هیبرید بین آنها در عرصه شور و غیر شور
محسن کلاگری*، پروین صالحی شانجانی و شهرام بانج شفیعی
تهران، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، مؤسسه تحقیقات جنگلها و مراتع کشور
تاریخ دریافت: 29/1/94 تاریخ پذیرش: 8/2/95
چکیده
درختان صنوبر کبوده (Populus alba) و پده (P. euphratica) از گونههای بومی کشور میباشند. صنوبر کبوده به لحاظ سازگاری و تولید چوب و فرم کیفی تنه و گونه صنوبر پده نیز بهدلیل مقاومت به شرایط اقلیمی گرم و خشک و شوری خاک از پتانسیل مناسبی برای زراعت چوب برخوردارند. هدف این تحقیق ارزیابی رشد چهار کلن صنوبر (P. alba 58.57, P. alba 44.9, P. euphratica و هیبرید P. euphratica x P. alba 44/9) در عرصههای شور ایستگاه گرمسار و ایستگاه غیر شور کرج بوده است. کلنهای صنوبر در قالب طرح بلوکهای کامل تصادفی با سه تکرار کاشته شدند. ویژگیهای رویشی نهالها و ویژگیهای فیزیولوژیک برگ بر اساس روشهای استاندارد اندازهگیری شد. نتایج تجزیه واریانس ویژگیهای رویشی نشان داد که کلنهای صنوبر بهلحاظ صفات رویشی تفاوت معنیداری داشتهاند. بهطوریکه بیشترین درصد زندهمانی، قطر و ارتفاع در ایستگاه گرمسار مربوط به دو کلن پده و هیبرید آن بود. در ایستگاه کرج به غیر از گونه پده سایر کلنها 100 درصد زندهمانی داشتند. کلن هیبرید نیز از قطر و ارتفاع بیشتری نسبت به سایر کلنها برخوردار بود. کمترین مقدار سطح برگ مربوط به کلنهای کبوده در ایستگاه گرمسار بود. تجزیه واریانس ویژگیهای فیزیولوژیک برگ نشان داد که کلنهای صنوبر بهلحاظ مقدار کلروفیل و کاروتنوئید تفاوت معنیداری را در ایستگاههای گرمسار و کرج داشتند. البته مقدار پرولین، قند و آب نسبی در کلنهای پده و هیبرید در ایستگاه شور بیشتر از کلنهای کبوده بود. در نهایت کلنهای پده و هیبرید تحمل بالایی نسبت به تنش شوری داشته و میتوانند در عرصه خاک شور رشد مناسبی داشتهباشند.
واژههای کلیدی: صنوبر، شوری، کلن، ویژگیهای رویشی، ویژگیهای فیزیولوژیک
* نویسنده مسئول، تلفن: 02144787282 ، پست الکترونیکی: calagari@rifr-ac.ir
مقدمه
حدود 75 میلیون هکتار از مجموع 240 میلیون هکتار اراضی قابل کشت تحت تأثیر آبیاری بیش از حد قرار دارند. آبیاری بیش از حد موجب بالا آمدن سفره آب زیرزمینی و در نتیجه بالا آمدن نمک به ویژه سدیم کلراید (Nacl) به سطح خاک می شود (7). از کل 65/1 میلیون کیلومتر مربع تقریباً 90 درصد کل مساحت کشور دارای اقلیم خشک و نیمه خشک است. اکثر مناطق کشور مستعد شوری است و بزرگترین مناطق مستعد شوری در مرکز
ایران قرار دارد (27).
شوری میزان انرژی لازم را برای حفظ شرایط طبیعی سلول و گیاه افزایش داده، در نتیجه انرژی کمتری برای نیازهای رشد باقی گذاشته و سبب کاهش رشد و گسترش برگ و ریشه میشود (25). گونههای صنوبر از نظر تحمل به شوری متغیر میباشند، بهطوریکه گونه پده
(P. euphratica) تحمل بالایی در برابر شوری دارد. این گونه قادر است تا 450 میلی مولار NaCl را بدون کاهش رشد و عوارض جانبی تحمل کند، در حالیکه کلنهای اورامریکن (P.euramericana) بیشترین حساسیت به تنش شوری و گونه کبوده (P. alba) و حساسیت متوسط را در برابر تنش شوری دارند (23). یکی از روشهای مقابله با شوری، افزایش اسیدهای آمینه پرولین، بیوتین و گلیسین میباشد و درختان صنوبر نمیتوانند با تجمع این اسیدهای آمینه با شوری مقابله کنند (19 و 26).
گونه پده از درختان بومی ایران با انتشار وسیع جغرافیایی میباشد. این گونه متحمل به دامنه زیاد دما و شوری خاک است. اهمیت اقتصادی آن در مناطق تحت انتشار بصورت مستقیم (استفاده از چوب، تأمین علوفه از برگ) و غیر مستقیم (حفظ و تثبیت دیوارههای کناری رودخانه و جلوگیری از عریض شدن بستر آن، حفظ اکوسیستم طبیعی) میباشد (8).
افزایش پرولین برگ در صنوبرهای P.robusta , P.euramericana 214 تحت تنش شوری گزارش شدهاست (18). اثر مقادیر مختلف نمک کلرور سدیم بر سه کلن صنوبر از گونه P. deltoides مورد بررسی قرار گرفت و گزارش شده که این کلن ها به شوری حساس هستند (33). اثر کلرور سدیم بر رشد و غلظت عناصر سه گونه صنوبر، P.euphratica, P.euramericana, P. simonii در کشور چین مورد مطالعه قرار گرفته و گزارش شده که P.euphratica نسبت به دو گونه دیگر در شرایط شور، رشد و زندهمانی بیشتری داشته است (20).
بررسی مقاومت به شوری چهار گونه اکالیپتوس در مرحله جوانه زنی و رشد گیاهچه با استفاده از پنج تیمار شوری نشان داد که شوری سبب بازدارندگی فرایند جوانه زنی شده است (6). میزان پرولین در گونه اکالیپتوس
E. sargentii بیشتر بوده که این بهدلیل مقاومت گیاه با استفاده از تنظیم و حفظ پتانسیل اسمزی در برابر تنش شوری بودهاست. بعکس مقدار کلروفیل a و b و کاروتنوئیدها در کلیه سطوح شوری اعمال شده کاهش معنیداری داشتند. همچنین رفیعی (1386) در بررسی چهار گونه اکالیپتوس دریافت که با افزایش شوری پدیده سوختگی، پژمردگی و پیچش در گیاه بیشتر شده است (5). اثر تنش شوری بر روی شاخصهای رشد کلنهای صنوبر عوارض زرد شدن، سوختگی نوک و حاشیه برگها و نیز کاهش وزن خشک برگ، تعداد برگ و سطح برگ را نشان داد (3).میزان تحمل به تنش شوری گونههای صنوبر مانند کبوده و پده در مناطق خشک و نیمه خشک و با خاک شور، اهمیت زیادی دارد. تعیین میزان مقاومت به تنش شوری و نیز ارزیابی رشد این گونهها و نیز هیبرید حاصل از این دو گونه بهمنظور تعیین میزان سازگاری و رشد برای کشت در اراضی شور و نیز تعیین ویژگیهای فیزیولوژیکی مانند میزان پرولین، میزان کلروفیل، پروتئین کل، فعالیت پراکسیداز و میزان هیدروکربورهای موجود در برگ از اهداف اصلی این بررسی میباشد که برنامه ریزان توسعه فضای سبز و سازمانهای خصوصی و دولتی و بهره برداران به خصوص شهرهای مناطق خشک، نیمه خشک و بیابانی را برای انتخاب کلنهای مناسب صنوبر در جنگلکاری و توسعه فضای سبز و یا جنگلکاری در اقلیمهای یاد شده راهنمایی خواهد کرد.
مواد و روشها
این پژوهش در دو منطقه در استانهای سمنان (ایستگاه بیابان گرمسار) و البرز (ایستگاه البرز کرج) انجام شد. ایستگاه تحقیقات بیابان گرمسار در جنوب شهرستان گرمسار در حاشیه دشت کویر در طول جغرافیایی 52 درجه و 25 دقیقه شرقی و عرض 35 درجه و 10 دقیقه شمالی با ارتفاع از سطح دریا 800 متر انجام گردید. حداقل مطلق درجه حرارت 5/10- سانتیگراد، حداکثر مطلق درجه حرارت 8/42 درجه سانتیگراد، متوسط دمای سالیانه 7/18 سانتیگراد و بارندگی سالیانه 104 میلیمتر و اقلیم منطقه بیابانی میباشد. هدایت الکتریکی (Ec) و اسیدیته خاک بهترتیب بیش از 30 دسیزیمنس بر متر و 8 بوده است. بافت خاک لوم ماسهای میباشد.
ایستگاه تحقیقات البرز کرج در جنوب شهر کرج و در حدود 7 کیلومتری از مرکز شهر قرار دارد. عرض جغرافیایی 35 درجه و 48 دقیقه شمالی، طول جغرافیایی 50 درجه و 54 دقیقه شرقی و ارتفاع از سطح دریا 1300 متر میباشد. میانگین بارندگی سالیانه 250 میلیمتر، میانگین درجه حرارت 7/13 درجه سانتیگراد، حداقل مطلق درجه حرارت 7/21- سانتیگراد، حداکثر مطلق درجه حرارت 41 درجه سانتیگراد و طبقه آب و هوایی نیمه خشک میباشد. هدایت الکتریکی خاک کمتر از یک دسیزیمنس بر متر و اسیدیته خاک نیز 3/7 بودهاست.
این پژوهش بر روی دو گونه صنوبر P. alba (شامل کلن 9/44 و کلن 57/58 ) و پده ( P. euphratica) و نیز کلن دورگ (P. euphratica x P. alba) حاصل تلاقی پایه ماده گونه پده با مبدأ جغرافیایی استان خوزستان و پایه نر کلن کبوده 9/44 انجام شد.
در اسفند ماه 1389 تعداد 27 اصله نهال یکساله (9 اصله برای هر تکرار) برای هر یک از کلنهای مذکور که بهلحاظ ابعاد یکنواخت بودند انتخاب و برای کاشت در عرصه ایستگاه در فاصله 3*3 متر کشت شدند. نهالها در قالب طرح بلوکهای کامل تصادفی با چهار تیمار کلن در سه تکرار کشت گردید. کلیه عملیات نگهداری شامل آبیاری (یکبار در هفته) و مبارزه با علفهای هرز بهطور منظم انجام شد.
اندازهگیری ویژگیهای رویشی شامل درصد زندهمانی، قطر در ارتفاع 30 سانتیمتری بالای زمین و ارتفاع نهالها در انتهای فصل رویش انجامگردید. در اواسط دوره رویشی که برگها حالت کامل پیدا کردهاند تعداد 30 برگ (10 برگ از هر تکرار) از یک جهت و در ارتفاع میانی درخت انتخاب و ضخامت برگ، سطح برگ و ماده خشک اندازهگیری شدند. سطح ویژه برگ از نسبت بین مجموع سطح برگ به وزن خشک برگ محاسبه گردید. برای تعیین ماده خشک برگ ابتدا نمونههای تر برگ توزین شده، سپس در داخل آون در دمای 80 درجه سانتیگراد بهمدت 48 ساعت نگهداری شد، سپس از نسبت وزن خشک به وزن تر برگ ماده خشک محاسبه شد. برخی از خصوصیات خاک در عرصه صنوبرکاری تحت آبیاری و نیز عرصه بدون کاشت درخت از عمق 30-0 سانتیمتر و 60-0 سانتیمتر شامل بافت خاک، مقدار هدایت الکتریکی (Ec) و اسیدیته خاک (pH) اندازه گیری شد.
اندازهگیری صفات فیزیولوژیک برگ در اواسط فصل رویش در نیمه اول تیر ماه سال 90 انجامگردید. از هر تکرار حدود 5 گرم برگ تازه جمعآوری و بلافاصله در کیسه پلاستیکی برای حفظ رطوبت قرار داده شد و بعد به داخل یخچال در دمای 4 درجه سانتیگراد منتقل شد. اندازهگیریهای فیزیولوژیکی شامل پرولین، کلروفیل، کاروتنوئیدها, قند و پروتئین انجام گردید. اندازهگیری میزان قند با استفاده از روش Irigoyen و همکاران (1992) انجام شد (16). مقدار پرولین موجود هر نمونه وزن تر با استفاده از محلول اتانول و ناینهیدرین انجام شد (12). مقدار کلروفیل و کاروتنوئیدها بعد از استخراج عصارهها و میزان جذب عصاره ها توسط اسپکتروفتومتر UV-VIS در طول موج های 470 , 645 و 663 نانومتر انجام گردید. سپس غلظت کلروفیل a و کلروفیل b و کاروتنوئیدها با استفاده از فرمولهای زیر محاسبه گردید.
Ca = (12.5* A 663) –( 2.79* A 647)
Cb = (21.5* A 647) –(5.1* A 663)
C (x+c) = [(1000 A 470 –(1.8 Ca – 85.02 Cb)]/198
در این فرمول، C(x+c), Cb, Ca به ترتیب غلظت کلروفیل a، کلروفیل b و کاروتنوئیدها و A مقدار جذب در طول موج با اسپکتروفتومتر هستند. اندازهگیری پروتئین کل پس از استخراج عصاره نمونه تر مطابق روش برادفورد با استفاده از بووین سرم آلبومین بهعنوان استاندارد انجام شد (13). میزان جذب نوری پروتئینهای محلول با دستگاه اسپکتروفتومتر در طول موج 595 نانومتر انجام گردید. برای اندازهگیری درصد آب نسبی (RWC) ابتدا وزن برگهای تر اندازهگیری شد، سپس برگها در داخل آب مقطر بهمدت چهار ساعت قرار داده شد. پس از خشک کردن آب روی برگها، وزن آماس برگها اندازهگیری شد. برگها بهمدت 48 ساعت در آون 70 درجه سانتیگراد قرار گرفته و بعد وزن شدند. درصد آب نسبی با استفاده از رابطه (Wf-Wd)/Wt-Wd)*100 RWC = محاسبه گردید که در آن Wf و Wd بهترتیب وزن تر و وزن خشک برگ و Wt نیز وزن آماس یافته برگها میباشد. سنجش فعالیت آنزیم پراکسیداز برگ بر اساس میزان جذب نوری در طول موج 485 نانومتر با دستگاه اسپکتروفتومتر بر حسب جذب در دقیقه گرم ماده تر اندازهگیری شد (15 و 24).
داده های حاصل از اندازهگیری کلیه صفات با استفاده از آنالیز واریانس طرح بلوکهای کامل تصادفی با نرم افزار SAS تجزیه و تحلیل گردید. آزمون مقایسه میانگینها بر اساس دادههای فیزیولوژیک و رویشی برای گروهبندی کلنهای مورد بررسی صنوبر بهروش آزمون چند دامنهای دانکن در سطح احتمال 5% انجام گردید.
نتایج
نتایج تجزیه واریانس ویژگیهای رشد در ایستگاه گرمسار نشان داد که متغیرهای درصد زندهمانی، قطر، ارتفاع و میانگین سطح برگ و نیز متغیرهای سطح ویژه برگ، ضخامت برگ و ماده خشک برگ اختلاف معنیداری را بهترتیب در سطح 1% و 5% احتمال داشتهاند. همچنین متغیرهای درصد زندهمانی، قطر، میانگین سطح برگ و ماده خشک و نیز متغیرهای ارتفاع، سطح ویژه برگ و ضخامت برگ نیز بهترتیب اختلاف معنیداری را در سطح 1% و 5% احتمال در ایستگاه کرج داشتهاند (جدول 1).
جدول 1- نتایج تجزیه واریانس ویژگیهای رویشی کلنهای صنوبر
ایستگاه مورد بررسی |
منابع تغییرات |
درجه آزادی |
میانگین مربعات |
||||||
قطر |
ارتفاع |
درصد زندهمانی |
میانگین سطح برگ |
ضخامت برگ |
سطح ویژه برگ |
ماده خشک برگ |
|||
|
کلن |
3 |
18/5 ** |
15/3 ** |
4702** |
1468 ** |
0004/0 * |
3/392 * |
03/0 ** |
گرمسار |
بلوک |
2 |
41/0 ns |
1/0 ns |
8/30 ns |
7/56 ns |
0001/0 ns |
90 ns |
0004/0 ns |
|
خطا |
6 |
34/0 |
24/0 |
154 |
3/10 |
0007/0 |
157 |
0003/0 |
|
کلن |
3 |
55/2 ** |
38/0 * |
1/252** |
1394 ** |
001/0 ** |
9/258 * |
3/151 ** |
کرج |
بلوک |
2 |
01/0 ns |
08/0 ns |
1/10 ns |
55/0 ns |
00003/0 ns |
9/6 ns |
38/0 ns |
|
خطا |
6 |
04/0 |
06/0 |
1/10 |
3 |
00003/0 |
1/34 |
76/2 |
*: معنیدار در سطح 5%، **: معنیدار در سطح 1%، ns: عدم معنیداری
آزمون مقایسه میانگینها نشان داد در ایستگاه بیابان گرمسار کلن هیبرید و گونه پده بهترتیب با 100 و 70 درصد بیشترین و کلنهای کبوده 9/44 و 57/58 با کمتر از 50 درصد زندهمانی در رتبه دوم قرار گرفتند. در ایستگاه البرز کرج به غیر از گونه پده که 82 درصد زندهمانی داشت بقیه کلنها 100 درصد زندهمانی داشتند (جدول2).
کلن هیبرید با 5/3 و 3/3 سانتیمتر بیشترین میانگین رشد قطری را بهترتیب در ایستگاههای گرمسار و کرج در پایان سال اول رشد داشتهاست. بعد از کلن هیبرید، گونه پده در گروه دوم قرار گرفت. دو کلن کبوده 9/44 و 57/58 در ایستگاه شور گرمسار از رشد قطری کمتری برخوردار بودند. درحالیکه دو کلن کبوده در ایستگاه کرج به دلیل عدم شوری خاک از رشد مناسبی برخوردار بودند.
میانگین رشد ارتفاعی نشان داد که کلن هیبرید در سال اول رشد در ایستگاههای گرمسار و کرج بهترتیب 7/2 و 2/3 متر ارتفاع داشت. گونه پده بعد از کلن هیبرید از رشد ارتفاعی بالایی در مقایسه با دو کلن کبوده برخوردار بود. دو کلن کبوده 9/44 و 57/58 در ایستگاه گرمسار رشد ارتفاعی کمتری داشتند، بهطوریکه کلن کبوده 57/58 با رشد ارتفاعی 44/0 متر کمترین رشد ارتفاعی را در مقایسه با ایستگاه البرز کرج (6/2 متر) داشت.
محاسبه میانگین سطح برگ و سطح ویژه برگ دارای تغییراتی میان کلنهای مختلف در دو ایستگاه مورد بررسی بود. کلن هیبرید در ایستگاه گرمسار دارای بیشترین مقدار سطح برگ با 7/48 سانتیمترمربع بود و بعد از آن نیز گونه پده با میانگین 9/24 سانتیمترمربع در گروه دوم قرار داشت. کلنهای کبوده 9/44 و 57/58 دارای کمترین مقدار سطح برگ بود و میانگین سطح برگ برای این دو کلن در ایستگاه گرمسار بهترتیب 3/16 و 35/5 سانتیمترمربع بود. همچنین مقایسه میانگین سطح ویژه برگ نشان داد که کلنهای هیبرید و کبوده 9/44 دارای بیشترین مقدار در ایستگاه گرمسار بود. در ایستگاه کرج دو کلن هیبرید و کبوده 57/58 بهترتیب با 1/109 و 6/103 گرم در سانتیمترمربع دارای بیشترین مقدار بودند.
جدول 2- مقایسه میانگین ویژگیهای رویشی کلنهای مورد بررسی صنوبر با آزمون چند دامنهای دانکن
ایستگاه |
کلن صنوبر |
قطر (cm) |
ارتفاع (m) |
درصد زندهمانی |
میانگین سطح برگ (cm2) |
ضخامت برگ (mm) |
سطح ویژه برگ (gr.cm-2) |
ماده خشک برگ (%) |
|
P. a. 58/57 |
7/1 b |
6/2 b |
100 a |
8/36 b |
25/0 A |
6/103 ab |
31 a |
کرج |
P. a. 44/9 |
2/1 c |
5/2 b |
100 a |
2/36 abc |
24/0 B |
4/88 c |
9/47 a |
|
P. euphratica |
9/1 b |
4/2 b |
82 b |
5/21 c |
21/0 C |
94 bc |
37 b |
|
Hybrid |
3/3 a |
2/3 a |
100 a |
2/72 a |
24/0 B |
1/109 a |
8/32 c |
|
P. a. 58/57 |
77/0 b |
44/0 b |
45 c |
35/5 c |
237/0 A |
6/58 b |
43/0 a |
گرمسار |
P. a. 44/9 |
72/0 b |
65/0 b |
44 c |
3/16 b |
232/0 b |
9/80 a |
43/0 a |
|
P. euphratica |
63/1 b |
31/1 b |
70 b |
9/24 b |
221/0 b |
5/56 b |
38/0 b |
|
Hybrid |
5/3 a |
7/2 a |
100 a |
7/48 a |
223/0 b |
71 ab |
38/0 b |
حروف متفاوت بیانگر وجود تفاوت معنیدار در سطح احتمال 5% میباشد.
محاسبه میانگین ضخامت برگ میان کلنهای مورد برسی دامنهای بین 25/0-22/0 میلیمتر را داشت. در ایستگاه گرمسار بیشترین مقدار ضخامت برگ مربوط به دو کلن کبوده در ایستگاه غیر شور کرج نیز بیشترین ضخامت برگ مربوط به کلن کبوده 57/58 و کمترین مقدار نیز مربوط به گونه پده بود.
نتایج تجزیه واریانس صفتهای فیزیولوژیک نشان داد که در ایستگاه گرمسار متغیرهای قند و آب نسبی در سطح 1% و متغیرهای پرولین، کلروفیل a ،b ، کارتنوئید، پروتئین کل و پراکسیداز در سطح 5% احتمال اختلاف معنیداری داشتند (جدول 3). همچنین در ایستگاه کرج متغیرهای کلروفیل a ،b ، کارتنوئید و آب نسبی در سطح 1% و متغیرهای پرولین، پروتئین کل و آنزیم پراکسیداز در سطح 5% احتمال اختلاف معنیداری را نشان دادند. البته مقدار قند در ایستگاه کرج در بین کلنهای صنوبر اختلاف معنیداری را نشان نداد (جدول 4).
جدول 3- نتایج تجزیه واریانس ویژگیهای فیزیولوژیکی کلنهای صنوبر در ایستگاه بیابان گرمسار
منابع تغییرات |
درجه آزادی |
میانگین مربعات |
|
||||||
پرولین |
کلروفیل a |
کلروفیل B |
کاروتنوئید |
قند |
پروتئین کل |
پراکسیداز |
آب نسبی (RWC) |
||
کلن |
3 |
004/0 * |
03/0 * |
006/0 * |
003/0 * |
3/493 ** |
9/29 * |
6/9 * |
2/108** |
بلوک |
2 |
003/0 ns |
03/0 * |
005/0 ns |
006/0 * |
4/25 ns |
9/181 ns |
36/1 ns |
3/3 ns |
خطا |
6 |
003/0 |
003/0 |
001/0 |
007/0 |
6/47 |
9/37 |
8/10 |
7/10 |
*: معنیدار در سطح 5%، **: معنیدار در سطح 1%، ns: عدم معنیداری
جدول 4- نتایج تجزیه واریانس ویژگیهای فیزیولوژیکی کلنهای صنوبر ایستگاه کرج
منابع تغییرات |
درجه آزادی |
میانگین مربعات |
|
||||||
پرولین |
کلروفیل a |
کلروفیل b |
کاروتنوئید |
قند |
پروتئین کل |
پراکسیداز |
آب نسبی (RWC) |
||
کلن |
3 |
0006/0 * |
07/0 ** |
02/0 ** |
014/0 ** |
63 ns |
3/144 * |
7/36 * |
7/229** |
بلوک |
2 |
00004/0 ns |
01/0 ns |
01/0 * |
003/0 * |
9/96 ns |
94 ns |
35/0 ns |
04/5 ns |
خطا |
6 |
00007/0 |
006/0 |
002/0 |
007/0 |
8/339 |
9/37 |
4/3 |
5/11 |
*: معنیدار در سطح 5%، **: معنیدار در سطح 1%، ns: عدم معنیداری
مقایسه میانگینها نشان داد که کلنهای هیبرید، کبوده 9/44 و پده بیشترین مقدار کلروفیل a ،b وکارتنوئید را در ایستگاه گرمسار داشتهاند. بهطوریکه در ایستگاه گرمسار کلنهای مذکور با مقدار کلروفیل a بهترتیب با 75/0، 72/0 و 63/0 میلیگرم و مقدار کلروفیل b با 30/0، 24/0 و 25/0 میلیگرم و مقدار کاروتنوئید با 36/0، 34/0 و 30/0 میلیگرم بیشترین مقدار را داشتند. در ایستگاه کرج نیز بیشترین مقدار کلروفیل a مربوط به کلنهای کبوده 57/58 و 9/44 و نیز کلن هیبرید بهترتیب با 89/0، 79/0 و 80/0 میلیگرم بود. دو کلن کبوده 57/58 و 9/44 بهترتیب با 37/0 و 30/0 میلیگرم بیشترین مقدار کلروفیل b را داشتهاند و بیشترین مقدار کاروتنوئید را نیز تنها کلن کبوده 9/44 با 44/0 میلیگرم داشت (جدول 5).
در ایستگاه کرج بیشترین مقدار آب نسبی (RWC) مربوط به کلنهای پده و هیبرید بهترتیب با 1/89 و 9/90 درصد بود. در ایستگاه گرمسار کلن هیبرید با 2/90 درصد بیشترین مقدار آب نسبی برگ را داشته و در گروه اول قرار گرفت. دو کلن کبوده در هر دو ایستگاه به لحاظ مقدار آب نسبی در گروه دوم قرار گرفته و کمتر از 80 درصد بود.
بیشترین مقدار پرولین موجود در برگ مربوط به گونه پده در ایستگاه گرمسار بهترتیب با 1/0 میلیگرم در گرم ماده تر برگ بود. در ایستگاه غیر شور کرج کلنهای کبوده 57/58 و 9/44 بهترتیب با 023/0 و 032/0 میلیگرم در گرم ماده تر برگ بیشترین مقدار پرولین را به خود اختصاص دادند.
اصولا گیاهان برای مقابله با تنش شوری همانند پرولین بر مقدار قند خود میافزایند. مقدار قند موجود در برگ کلنهای مورد بررسی صنوبر نشان داد که بیشترین مقدار قند در ایستگاه گرمسار مربوط به گونه پده و کلن هیبرید بهترتیب با 8/72 و 6/57 میلیگرم بر گرم ماده تر برگ بود. همچنین دامنه مقدار قند در ایستگاه کرج بین 63-52 میلیگرم بود (جدول 5). کلنهای هیبرید، پده و کبوده 57/58 دارای مقدار پروتئین بالایی بهترتیب با 4/32، 1/29 و 8/31 میکروگرم در گرم ماده تر برگ در ایستگاه گرمسار بودند. در ایستگاه کرج دو کلن کبوده 57/58 و 9/44 بهترتیب با 8/33 و 1/30 میکروگرم بیشترین مقدار را داشتند.
البته سنجش فعالیت آنزیم پراکسیداز برگ در کلنهای مختلف صنوبر در ایستگاههای گرمسار و کرج دارای تغییراتی بود. بیشترین مقدار آنزیم پراکسیداز مربوط به دو کلن کبوده 57/58 و 9/44 در هر دو ایستگاه بود. در ایستگاه گرمسار مقدار فعالیت آنزیم پراکسیداز در دو کلن کبوده بهترتیب 7/5 و 6 جذب در دقیقه گرم ماده تر برگ بود. کمترین مقدار پراکسیداز نیز مربوط به دو کلن پده و هیبرید بهترتیب با 6/2 و 6/2 جذب در دقیقه گرم ماده تر برگ بود. در ایستگاه کرج که کلنها تحت تنش شوری قرار نداشتند مقدار فعالیت پراکسیداز در کلنهای کبوده بیشتر از دو کلن پده و هیبرید بود (جدول 5).
جدول 5- مقایسه میانگین ویژگیهای فیزیولوژیک برگ کلنهای مورد بررسی صنوبر با آزمون چند دامنهای دانکن
منطقه |
کلن صنوبر |
پرولین (mg/g) |
کلروفیل a mg/g)) |
کلروفیلb mg/g)) |
کاروتنوئید mg/g)) |
قند mg/g)) |
پروتئین کل µg/g)) |
پراکسیداز Abs/min)) |
آب نسبی (RWC) % |
|
P. a. 58/57 |
023/0 a |
89/0 a |
37/0 a |
44/0 a |
6/58 a |
8/33 a |
7/7 a |
76 b |
کرج |
P. a. 44/9 |
032/0 a |
79/0 a |
3/0 a |
39/0 b |
8/51 a |
1/30 ab |
5/5 a |
9/73 b |
|
P. euphratica |
005/0 b |
53/0 b |
17/0 b |
27/0 c |
1/59 a |
1/23 ab |
05/1 b |
1/89 a |
|
Hybrid |
002/0 b |
8/0 a |
29/0 a |
38/0 b |
8/62 a |
4/18 b |
53/0 b |
9/90 a |
|
P. a. 58/57 |
07/0 ab |
52/0 b |
17/0 b |
28/0 b |
6/42 b |
8/31 a |
7/5 a |
7/77 b |
گرمسار |
P. a. 44/9 |
032/0 b |
72/0 a |
25/0 ab |
34/0 a |
9/45 b |
7/24 b |
6 a |
5/76 b |
|
P. euphratica |
1/0 a |
63/0 ab |
24/0 ab |
30/0 ab |
8/72 a |
1/29 ab |
6/2 b |
5/82 b |
|
Hybrid |
025/0 b |
75/0 a |
30/0 a |
36/0 a |
6/57 ab |
4/32 a |
6/2 b |
2/90 a |
حروف متفاوت بیانگر وجود تفاوت معنیدار در سطح احتمال 5% میباشد.
بحث
تحمل به دامنه شوری در میان گونههای صنوبر متفاوت بوده و بررسیها نشان میدهد که از میان گونههای جنس صنوبر، گونه پده بیشترین تحمل به شوری را نسبت به گونههای P. deltoides ، P. nigra و P. simonii داشته است (14 و 21).
نتیجه آزمایش خاک دامنه مقدار pH را برای دو ایستگاه گرمسار و کرج بین 6/7 تا 3/8 در عمق 30-0 سانتیمتر و بین 5/7 تا 6/8 در عمق 60-30 سانتیمتر نشان داد. بیشترین مقدر pH در ایستگاه گرمسار بود که بهدلیل نمکهای محلول موجود در خاک و عمدتا شامل کلریدها و سولفاتهای سدیم، کلسیم و منیزیم میباشد. در ایستگاه گرمسار مقدار هدایت الکتریکی (Ec) در خاک بدون آبیاری بیش از 30 دسیزیمنس بر متر بود که نشان دهنده افزایش شوری در خاک این ایستگاه میباشد. ولی پس از آبیاری با آب شور 2 دسیزیمنس بر متر این مقدار تا 7 دسیزیمنس بر متر در عمق 30-0 سانتیمتر و 6/5 دسیزیمنس بر متر در عمق 60-30 سانتیمتر در تیر ماه سال اول بعد از کاشت کاهش یافت که با گزارش Marron و همکاران (2013) که حد تحمل به شوری گونه پده را نسبت به گونههای دیگر صنوبر در حد بالاتر اعلام کردند، مطابقت دارد (23). در ایستگاه کرج گونههای مورد بررسی صنوبر بدون هیچ تنش شوری رشد معمول خود را داشتند.
گزارشهای زیادی وجود دارد که شوری سبب کاهش رشد و گسترش برگ و ریشه شده و توانایی گیاه در جذب آب و کندی رشد از طریق اثر اسمزی را موجب میشود (25). قطر و ارتفاع نهال به عنوان شاخصهای اصلی رشد از اهمیت خاصی برای مقایسه کلنهای مختلف صنوبر برخوردارند. درصد زندهمانی، رشد قطری و ارتفاعی کلنهای صنوبر در عرصه شور ایستگاه گرمسار در این بررسی اختلاف معنیداری را نشان داد.
درصد زندهمانی در کلنهای مورد بررسی صنوبر دارای تفاوتهایی در عرصه شور ( گرمسار) و غیر شور (کرج) بود، بهطوریکه دو کلن کبوده 57/58 و 9/44 در عرصه گرمسار کمتر از 50 درصد زندهمانی داشتند، درحالیکه در عرصه کرج برای کلنهای مذکور بیش از 80 درصد بود. مقایسه دو عرصه شور و غیر شور نشان میدهد که کلنهای کبوده حساسیت زیادی نسبت به تنش شوری دارند. در این ارتباط بررسی Mao و همکاران (2008) نیز نشان داد که رشد قطری و ارتفاعی و نیز زیتوده گونه کبوده
(P. alba) با افزایش غلظت نمک NaCl در حد 200 میلیمول کاهش یافت و در نهایت توقف رشد را بعد از چهار هفته سبب شد (22). همچنین بررسی جهانبازی و همکاران (1393) بر روی چهار گونه بادام وحشی (Amygdalus sp.) نشان داد که با افزایش غلظت شوری، شاخصهای رویشی مانند طول نهال، اندام هوایی و زیتوده گیاه روند کاهشی داشته است (2).
گزارش Sixto و همکاران (2006) بر روی پنج کلن کبوده، پده و کلن اورامریکن I-214 از طریق آبیاری با آب شور 14-7 دسیزیمنس بر متر به مدت 45 روز نشان داد که برخی از کلنهای کبوده بعد از گونه پده تحمل به شوری متوسط داشته و کلن اورامریکن خیلی حساس به شوری بود (29).
میزان کلروفیل در گیاهان زنده یکی از فاکتورهای مهم حفظ ظرفیت فتوسنتزی است (17). کاهش کلروفیل میتواند بدلیل اثر کلروفیلاز، پراکسیداز و ترکیبات فنلی و در نتیجه تجزیه کلروفیل می تواند باشد (12). در این بررسی تنش شوری بهطور معنیداری سبب تغییرات در مقدار کلروفیل a وb و کاروتنوئید در میان کلنهای صنوبر شده است. کلن کبوده 57/58 در ایستگاه گرمسار کمترین مقدار کلروفیل و کارتنوئید را در مقایسه با سایر کلنها داشته است. درحالیکه در ایستگاه غیر شور کرج که این کلن در معرض تنش شوری قرار نداشته، مقدار کلروفیل و کارتنوئید بیشتر بوده است. بنابراین این کلن در شرایط تنش مقاومتی از خود نشان نداده است. لادن مقدم و همکاران (1986) گزارش کردند با افزایش میزان شوری بر روی درخت پسته مقدار کلروفیل کاهش مییابد (9). تغییرات مقدار کلروفیل و کاروتنوئید در دو کلن پده و هیبرید در ایستگاه شور گرمسار در مقایسه با ایستگاه غیر شور کرج که این دو کلن تحت تنش شوری قرار نداشتند بسیار کم و ناچیز بوده است. بررسی اثر تنش شوری بر روی واکنش فتوسنتز گونه پده نشان داد که شوری سبب کاهش میزان کلروفیل b و کاروتنوئید برگ در این گونه و هیبرید آن شدهاست (21).
تنظیم اسمزی در گیاهان مکانیسم عمده اجتناب از تنشهای آبی در محیطهای خشک و شور است. افزایش پرولین نشان دهنده نقش این اسید آمینه در تنظیم اسمزی از طریق کاهش پتانسیل اسمزی در اثر تجمع مواد محلول در شرایط خشکی و شوری میباشد و شدت انجام آن بهسرعت و میزان توسعه تنش، نوع و سن اندام و تنوع ژنتیکی درون و بین گونهای بستگی دارد (11). در این بررسی مقدار پرولین در کلنهای پده و هیبرید در عرصه شور گرمسار افزایش داشته ولی در ایستگاه کرج هیچ افزایش محسوسی را نشان نداد. بررسی Woodward و Bennet(2005) در مورد گونه اکالیپتوس
(E. camaldulensis) نیز افزایش مقدار پرولین را در کلنهای مقاوم به شوری در مقایسه با شاهد نشان دادهاست (31). همچنین افزایش میزان پرولین در سه رقم درخت زیتون با افزایش تنش خشکی (1) و افزایش پرولین برگ در صنوبر دلتوئیدس و دوکلن دورگ اورامریکن P. eura. I-214 و کلن P. eura. rubosta تحت تنش شوری و خشکی (18) و نیز تجمع پرولین برگ با افزایش غلظت نمک در چهار گونه بادام وحشی گزارش شدهاست (2).
میزان قند در ایستگاه گرمسار اختلاف معنیداری را میان کلنها نشان داد. بهطور کلی مقدار قند محلول در ایستگاه شور گرمسار کمتر از ایستگاه غیر شور کرج بوده است. در بررسی Wantanabe و همکاران (2000) میزان قند در برگهای گونه پده تحت تنش شوری با NaCl و Manitol بیشتر از مقدار قند کلن هیبرید (P. alba x P. tomentosa) تحت همان شرایط بوده است (30) که نتایج آن با دادههای بدست آمده در ایستگاه گرمسار که مقدار قند در گونه پده بیشتر از کلن هیبرید آن بود، مطابقت دارد.
نتایج تحقیقات روی گیاهان مناطق بیابانی نشان دادهاست که تنش شوری بهویژه در غلظت 300 میلیمول از نمک NaCl سبب کاهش مقدار پروتئینها و رشد گیاه میشود. درحالیکه این دو عامل بهطور معنیداری با کاربرد پرولین افزایش مییابد (10). در این بررسی مقدار پروتئین در دو کلن کبوده که تحت شرایط تنش شوری بودند کمتر از شرایط بدون تنش بودهاست.
گزارشهایی وجود دارد که همبستگی مثبت را بین فعالیت آنزیمهای آنتیاکسیدانت و افزایش تنش شوری نشان میدهد. همچنین میزان فعالیت پراکسیداز در گیاهان حساس به شوری افزایش مییابد (28). در این بررسی مقدار فعالیت پراکسیدازی دو کلن کبوده 9/44 و 57/58 تحت شرایط تنش شوری خاک در ایستگاه گرمسار افزایش قابل ملاحظهای در مقایسه با دو کلن پده و هیبرید داشتهاست. افزایش فعالیت پراکسیداز در دو کلن کبوده حاکی از حساسیت این دو کلن تحت تنش شوری بودهاست. این نتیجه با گزارش مطالعه Satyendra و همکاران (1998) که نشان دادند بین فعالیت آنزیم پراکسیداز و افزایش تنش شوری همبستگی مثبت وجود دارد (28) و نیز بررسی رضایی و همکاران (1385) روی کاشت دو رقم پنبه در شوریهای مختلف خاک (4) مطابقت دارد.همچنین بررسی Xiao و همکاران (2008) بر روی دو جمعیت گونه صنوبر P. cathayana تحت تنش خشکی بهمدت سه ماه نشان داد که آنتی اکسیدانتهایی مانند سوپراکسیداز و پراکسیداز در جمعیتهایی که تحت تنش بودند بیشتر بودهاست (32).
نتایج نشان داد که کلنهای هیبرید و پده بهترتیب بیشترین مقدار آب نسبی و دو کلن کبوده کمترین مقدار آب نسبی را در دو ایستگاه مورد بررسی داشتهاند. با توجه به اینکه کلنهای حساس در مقابل تنش شوری مقدار آب بیشتری در مقایسه با کلنهای مقاوم از دست میدهند، در هنگام قرار گرفتن در معرض آب، مقدار آب بیشتری جذب کرده و وزن آماس بیشتر میشود. بنابراین افزایش آب نسبی حساسیت کلن را نسبت به تنش شوری نشان میدهد. نتایج این پژوهش نشان داد که از میان دو کلن کبوده، کلن 57/58 در برابر تنش شوری حساسیت بیشتری در مقایسه با کلن 9/44 داشتهاست. در مجموع کلنهای کبوده نسبت به تنش شوری حساس بوده و قابل توسعه برای زراعت چوب در اراضی شور و یا آبیاری با آب شور نمیباشند. دو کلن پده و هیبرید پده در کبوده تحمل بیشتری نسبت به تنش شوری داشته و میتوانند در عرصه خاک شور زندهمانی و رشد مناسبی داشته باشند، بدون اینکه کاهش رشد و اثرات بازدارندگی در توسعه ریشه دوانی در آنها مشاهده شده باشد.