تعداد نشریات | 13 |
تعداد شمارهها | 150 |
تعداد مقالات | 1,491 |
تعداد مشاهده مقاله | 2,264,039 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 1,896,055 |
پاسخهای فیزیولوژیک درختان چندساله شاخهزاد بلوط ایرانی (Quercus brantii L.) به تنش خشکی | ||
پژوهش و توسعه جنگل | ||
دوره 10، شماره 2، شهریور 1403، صفحه 167-181 اصل مقاله (538.96 K) | ||
نوع مقاله: علمی - پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.30466/jfrd.2024.55088.1707 | ||
نویسندگان | ||
الهام جافریان1؛ بابک پیله ور* 2؛ مجید توکلی3 | ||
1دکترای جنگلشناسی و اکولوژی جنگل، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه لرستان، خرمآباد، ایران | ||
2استاد، گروه جنگلداری، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه لرستان، خرمآباد، ایران | ||
3استادیار، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان لرستان، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، لرستان، ایران | ||
چکیده | ||
مقدمه و هدف: خشکی بر رشد گیاهان تأثیر میگذارد و به یک مشکل جدی در سراسر جهان تبدیل شده است. درک نحوه واکنش گیاهان به خشکی بسیار مهم است. در شرایط خشک، احتمال زیادی وجود دارد که جنگلها در معرض تنشهای مختلف قرار گیرند. درختان به دو روش فیزیکی و شیمیایی از خود در برابر تنش خشکی دفاع میکنند. دفاع فیزیکی شامل افزایش تراکم ساختارهایی مانند تیغهها، خارها و کرکها است، اما واکنشهای شیمیایی شامل تولید پاسخهای فیزیولوژیک است که بهعنوان یک سد دفاعی در برابر عوامل محیطی عمل میکنند. بلوطها نسبت به خشکی و گرما مقاوم هستند و این ویژگی در شرایط خشکسالی به پاسخهای فیزیولوژیکی آنها مربوط میشود. پاسخ گونه غالب بلوط ایرانی (Quercus brantii) در جنگلهای زاگرس، به خشکسالیهای اخیر نشان از حساسیت بالای این گونه دارد. پاسخ به تنش خشکی در درختان بالغ و چند ساله نسبت به نهالهای همان گونه متفاوت است. برخی از ساز و کارهای فیزیولوژیک در تغییرات درونی درختان در پاسخ به تنشها تاثیرگذار هستند. هدف از این پژوهش بررسی تأثیر تنش خشکی بر روی صفات فیزیولوژیک درختان بالغ بلوط در شرایط مطلوب و تنش در محیط طبیعی است. مواد و روشها: این تحقیق بر روی درختان چندساله بلوط ایرانی به مدت دو سال (1399- 1401) در محیط طبیعی جنگل در مجتمع کشت و صنعت فجر صفا واقع در 10 کیلومتری شهرستان خرمآباد انجام شد. آزمایش بهصورت طرح بلوکهای کامل تصادفی با سه سطح تنش خشکی انجام شد. تنش خشکی شامل سطح تیمار خشکی و ممانعت از رسیدن هر گونه رطوبتی به خاک در طی این دو سال (پوشاندن با پلاستیک سفید)، رطوبتدهی به خاک (آبیاری درختان با هر 10 روز یکبار) و درختان شاهد اجرا شد. جامعه آماری در این پژوهش 120 اصله درخت و در هر گروه 30 درخت است. در پایان آزمایش در 20 شهریور 1401، از هر یک از این درختان در ارتفاع معین دو متری از اطراف طوقه در چهار جهت جغرافیایی اصلی برگهای آنها جدا و به آزمایشگاه منتقل شد. با اندازهگیری وزن تر، وزن تورژسانس و وزن خشک ﻣﺤﺘﻮای ﻧﺴﺒﯽ آب ﺑﺮگ محاسبه شد. سپس برای تعیین کمیت خصوصیات فیزیولوژیکی، برگها به مدت 72 ساعت در دمای 70 درجه سانتیگراد در آون خشک شده و بهصورت پودر درآمد. سپس اندازۀ پرولین، قندهای محلول و نامحلول، آنزیمها (پراکسیداز، سوپراکسید دیسموتاز و آسکوربات اکسیداز) و مقدار کاروتنوئید، کلروفیل a، b و کل بعد از اتمام دوره در درختان هر سه تیمار اندازهگیری شد. یافتهها: نتایج تجزیه واریانس نشان داد که سطوح مختلف تیمارها اثر معنیداری در سطح 05/0 بر مقدار پرولین، محتوای نسبی آب برگ و آنزیمها (پراکسیداز، سوپراکسید دیسموتاز و آسکوربات اکسیداز) داشتند. در مقابل، اختلاف معنیداری در سطح 05/0 بین تیمارهای مختلف از نظر قندهای محلول، نامحلول و رنگدانههای فتوسنتزی (کاروتنوئید، کلروفیل a، b و کل) مشاهده نشد. محتوای نسبی آب برگ بیشترین تفاوت را در بین سطوح مختلف تیمار نشان داد. با افزایش تنش خشکی، روند کاهشی در مقدار محتوای نسبی آب برگ و روند افزایشی در مقدار پرولین، قند محلول، قند نامحلول، آنزیمها (سوپراکسیددیسموتاز، پراکسیداز و آسکوربات اکسیداز) و رنگیزههای فتوسنتزی (کلروفیل a، کلروفیل b، کلروفیل کل و کاروتنوئید) مشاهده شد. بیشترین مقدار پرولین در تیمار گروه شاهد و کمترین مقدار آن در گروه آبیاری- شده مشاهده شد. محتوای نسبی آب برگ، پراکسیداز و سوپراکسید دیسموتاز بیشترین مقدار را در گروه تحت آبیاری نشان دادند. در تنش شدید، قندهای محلول و قندهای نامحلول نسبت به گروه شاهد افزایش پیدا کرد. میزان پرولین در گروه شاهد بیشترین مقدار را نشان داد. نتیجهگیری کلی: با توجه به نتایج این پژوهش درختان بالغ تمایل به حفظ کربوهیدراتها و قندها دارند. این پژوهش میتواند مقدار سازگاری درختان بلوط بالغ را با شرایط فعلی و مطلوب (مقایسه شاهد با درختان آبی) و مقدار مقاومت درختان بالغ در سالهای کم بارندگی (مقایسه شاهد با درختان تحت تنش) را آشکار سازد. نتایج حاصل از این پژوهش نشان داد که درختان بالغ بلوط ایرانی میتوانند تا حدودی با افزایش پرولین و فعالیت آنزیمهای آنتیاکسیدانی در برابر آسیبهای ناشی از تنش خشکی مقاومت کنند. همچنین با توجه به نتایج این پژوهش در مقایسه با پژوهشهای قبلی، نهالها در شرایط تنش بیشتر از تغییرات کربوهیدراتها و قندهای محلول رنج میبرند درحالیکه درختان بالغ تمایل به حفظ کربوهیدراتها و قندها دارند. یافتههای این پژوهش بهعنوان راهبرد مدیریت جنگل برای متخصصان جنگل و ذینفعان بسیار مرتبط است. بهطورکلی، نتایج نشان میدهد که یک رابطه هدفمند بین پاسخ به تنش خشکی و فیزیولوژی گیاهی وجود دارد. میتوان نتیجه گرفت که وضعیت اقلیمی تودههای بلوط ایرانی عامل مهمی است که باید مورد توجه مدیران جنگلها که مسئولیت برنامههای مدیریت جنگلهای غرب کشور را برعهده دارند، قرار گیرد. | ||
کلیدواژهها | ||
آنزیمها؛ پرولین؛ رنگیزههای فتوسنتزی؛ محتوای نسبی آب برگ | ||
مراجع | ||
Al- Yasi, H.; Attia, H.; Alamer, K.; Hassan, F.; Esmat, F.; Elshazly, S.; Siddique, K.; Kamel Hessini., Impact of drought on growth, photosynthesis, osmotic adjustment, and cell wall elasticity in Damask rose. Plant Physiology and Biochimestry 2020, 150, 133-139. Azevedo Neto, A. D.; Prisco, J. T.; Enéas-Filho, J.; Abreu, C. E. B.; Gomes-Filho, E., Effect of salt stress on antioxidative enzymes and lipid peroxidation in leaves and roots of salt-tolerant and salt-sensitive maize genotypes. Environmental and Experimental Botany 2006, 56(1), 87–94. Bates, L.S.; Teare, I.D., Rapid determination of free proline for water stress studies. Plant Soil 1973, 39, 205-207. Begum, N.; Wang, l.; Ahmad, H.; Akhtar, K.; Roy, R.; Ishfaq Khan, M.; Zhao, T., Co-inoculation of Arbuscular Mycorrhizal Fungi and the Plant Growth-Promoting Rhizobacteria Improve Growth and Photosynthesis in Tobacco Under Drought Stress by Up- Regulating Antioxidant and Mineral Nutrition Metabolism, Microbial Ecology 2020, 83, 971- 988. Bennett, N. J.; Whitty, T.S.; Finkbeiner, E.; Pittman, J.; Bassett, H.; Gelcich, S.; Allison, E.H., Environmental stewardship: a conceptual review and analytical framework. Environmental Management 2018, 61, 597-614. Boor, Z. ; Hosseini, S.; Soleimani, A.; Taheri Abkenar. K., Investigation of survival, growth and physiology of six afforested species under different irrigation regimes. Forest Research and Development 2020, 8(1), 97-111. In Persian Deligoz, A.; Bayer, E., Drought stress responses of seedlings of two oak species (Quercus cerris and Quercus robur). Turkish Journal of Agriculture and Forestry 2018, 42, 114-123. Ghanbary, E.; Fathizadeh, O.; Tabari, M., The effect of mycorrhizal fungi and growth-promoting rhizobacteria on the activity of antioxidant enzymes of Calotrope seedlings under drought stress. Forest Research and Development 2020, 6(3), 477-489. In Persian Ghouil, H.; Sancho-Knapik, D.; Mna, A.; Amimi, A.; Ammari, Y.; Escribano, R.; Alonso-Forn, D.; Pedro Ferrio, G., Southeastern Rear Edge Populations of Quercus suber L. Showed Two Alternative Strategies to Cope with Water Stress. Forest 2020, 11 (12), 2-14. Irrigoyen, J.J.; Einerich, D.W.; Sanchez Diaz, M., Water stress induced changes in concentrations of proline and total soluble sugars in nodulated alfalfa (Medicago sativa) plants. Physiologia Plantarum 1992, 84(1), 55–60. Lichtenthaler, H.K, Chlorophylls and carotenoids: Pigments of photosynthetic biomembrane. Methods in Enzymology 1987, 148, 350- 382. Hartmann, H.; Ziegler, W.;Trumbore, S., Lethal drought leads to reduction in nonstructural carbohydrates in Norway spruce tree roots but not in the canopy. Functional Ecology 2018, 27, 413–427. Hu, L.; Wang, Z.; Huang, B., Diffusion limitations and metabolic factors associated with inhibition and recovery of photosynthesis from drought stress in a C3 perennial grass species. Physiology Plant 2010, 139 (1), 93–106. Karimi, H.; Zidli, A.; Omidpour, V., Evaluation of rainfed and irrigated wheat yield under drought stress in Ilam Province, Second International Dust Conference, Ilam 2017, 306-317. Karimi, H.; Zidli, A.; Omidpour, V., Evaluation of rainfed and irrigated wheat yield under drought stress in Ilam Province, Second International Dust Conference, Ilam 2017, 306-317.
Khaleghi, A.; Poriafar, P., Effect of mycorrhiza application on some physiological and biochemical characteristics of Quercus brantii saplings under drought stress conditions, Forest and Wood Products 2019, 73(4), 402-389. Kochert, G., Carbohydrate determination by phenol sulfuric acid method. In: Hellebust J A, Craigie JS (Eds), Handbook of physiological methods. Cambridge. UK: Cambridge University Press 1987, 95-97. MacAdam, J.W.; Nelson, C.J.; Sharp, R.E., Peroxidase Activity in the leaf elongation zone of tall fescue I. Spatial distribution of ionically bound peroxidase activity in genotypes differing in length of the elongation zone. Plant Physiology 1992, 99 (3), 872-878. Matouskova, M.; J Urban, D.; Volarik, M.; Hajickova, H.; Radim, Matula., oppicing modulates physiological responses of sessile oak (Quercus petraea Matt. Lieb.) to drought, Forest Ecology and Management 2022, 517, 1- 34. McDowell, G.; Charlotte, G.; Henry, D., Mechanisms of a coniferous woodland persistence under drought and heat. Environmental Research 2019, 14, 1-15. Nakano, Y.; and Asada, K., Hydrogen peroxide is scavenged by ascorbate-specific peroxidase in spinach chloroplasts. Plant Cell Physiology 1981, 22, 867-880. Norby, R.; Zak, D. R., Ecologicallessons from free-air CO2 enrichment (FACE) experiments. Annual Review of Ecology, Evolution and Systematics 2011, 42, 181–203. Olson, M.E.; Soriano, D.; Rosell, J.A.; Anfodillo, T.; Donoghue, M.J.; Edwards, E.J.; Leon-Gomez, C.; Dawson, T.; Martinez, J.J.C.; Castorena, M.; Echeverria, A.; Espinosa, C.I.; Fajardo, A.; Gazol, A.; Isnard, S.; Lima, R.S.; Marcati, C.R.; Mendez-Alonzo, R., Plant height and hydraulic vulnerability to drought and cold. Biological Science 2018, 115 (29), 7551–7556. Ritchie, S.W.; Nguyen, H.T.; Holaday, A.S., Leaf water content and gas-exchange parameters of two wheat genotypes differing in drought resistance. Crop science 1990, 30 (1), 105-111. Roshni Nia, F.; Naji, H.; Bazgir, M.; Naderi, M., Effect of Simulated Dust Storm on some Bio-chemical features of Persian Oak (Quercus brantii Lindl.). Environmental Erosion Research 2018, 8(1), 59-73. (in persian) Saeedi Abueshaghi, Z.; Pilehvar, B.; Sayedena, S. V., Vegetative and physiological responses of Cercis siliquastrum seedlings to water stress. Forest Research and Development 2023, 9(3), 349-363. In Persian Smith, M.N.; Stark, S.C.; Taylor, T.C.; Ferreira, M.L.; Oliveira, E.; de, Restrepo‐Coupe, N.; Chen, S.; Woodcock, T.; Santos, D.B.; dos, Alves, L.F.; Figueira, M.; Camargo, P.B. de.; Oliveira, R.C.; de, Aragão, L.E.O.C.; Falk, D.A.; McMahon, S.M.; Huxman, T.E.; Saleska, S.R., Seasonal and drought-related changes in leaf area profiles depend on height and light environment in an Amazon forest. New Phytologist 2019, 222, 1284–1297. Shalini Sharma, P.; Jamwal, M., Phytochemical and Physicochemical Assessment of Quercus semecarpifolia Leaves in the North-West Himalaya. Engineernig or Technology 2023, 5 (3), 177–184. Singh, N.; Tewari, A.; Shah, S.; Mittal, A., Seasonal water relations and stress tolerance of Quercus semecarpifolia (Smith) in treeline areas of Western Himalaya, India, Vegetos 2023, 163(10), 64-76. Stovall, A.E.L.; Shugart, H.; Yang, X., Tree height explains mortality risk during an intense drought. Nature Communications 2019, 10, 1–6. Xiong, Q.; Sun, G.; Shi, H.; Cai, S.; Xie, H.; Liu, F., Analysis of related metabolites affecting taste values in rice under different nitrogen fertilizer amounts and planting densities. Foods 2022, 10 (11), 1-11. Yarmand, M.; Fadavi, A.; Labbafi, M.; Sharifi, F.; Kheiralipour, K., Biophysical, biomechanical and bioproximate properties of Iranian oak fruit. Journal of Agricultural Technology 2012, 8(4), 1335-1342. Yang, X.; Thornton, P. E.; Ricciuto, D. M.; Post, W.M., The role of phosphorus dynamics in tropical forests modeling study using CLM- CNP. Biogeosciences 2014, 11, 1667– 1681. Zhang, P.; Zhou, X.; Fu, Y.; Shao, J.; Zhou, Li, S.; Zhou, G.; Hu, Z.; Hu, J., Nate, G., Differential effects of drought on nonstructural carbohydrate storage in seedlings and mature trees of four species in a subtropical forest. Forest Ecology and Management 2020, 1-42. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 246 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 128 |