تأثیر مقادیر گوناگون آبیاری بر ویژگی‌های آناتومی چوب و بیومتری الیافِ دو گونه‌ی برتر صنوبر

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار دانشکده منابع طبیعی دانشگاه تهران

2 گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشگاه تهران

3 کارشناس ارشد پژوهش، مؤسسه تحقیقات جنگلها و مراتع کشور، تهران

4 دانشگاه تهران - پردیس کشاورزی و منابع طبیعی - گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ

چکیده

سابقه و هدف: کمبود چوب خام، یکی از بزرگ‌ترین دشواری‌های صنعت چوب و کاغذ کشور است. با توجه به وضع قوانین محدود کننده‌ی قطع درختان جنگلی، توجه بیشتر به پرورش چوب به‌عنوان شیوه‌ای جایگزین برای تامین مواد اولیه‌ی صنایع، ضروری به‌نظر می‌رسد. از سوی دیگر، محدودیت منابع آبی در کشور و نیاز قابل ملاحظه‌ی صنوبر‌کاری به منابع آبی باعث شده که معرفی گونه‌ها یا ارقامی از صنوبر که ضمن تولید و بازدهی مناسب، نیاز آبی کم‌تری داشته و از بردباری بهتری برخوردار باشند، مورد توجه قرارگیرد. با این حال، در پژوهش‌های اینچنینی، تمرکز تنها بر زنده‌مانی و یا حجم تولید بوده و کیفیت چوب مورد توجه قرار نگرفته است. در یکی از این پژوهش‌ها که در ایستگاه تحقیقاتی البرز (وابسته به موسسه‌ی تحقیقات جنگل‌ها و مراتع کشور) انجام شده، چندین کلن/گونه‌ی مختلف صنوبر به مدت بیش از شش سال تحت رژیم‌های مختلف آبیاری (4روزه ، 8 روزه و 12روزه) قرارگرفته‌اند و نتایج حاصله نشان داد که زنده‌مانی و رشد قطری و طولی صنوبرها در دو تیمار 4 و 8 روزه تفاوت معنی‌داری وجود ندارد. با این حال، تاثیر احتمالی این دو بازه‌ی آبیاری بر کیفیت چوب نانشاخته بود. از این رو، هدف این پژوهش، بررسی تاثیر میزان آبیاری 4 روزه و 8 روزه بر ویژگی‌های‌ آناتومی چوب و بیومتری الیافِ دو گونه‌ی برتر صنوبر می‌باشد. علاوه براین، این پژوهش تلاش دارد از منظر کیفیت چوب، رژیم آبیاری بهینه را برای دو گونه‌ی صنوبر معرفی نموده و از نظر فیزیولوژی ارتباط بین آبیاری و کیفیت چوب را تفسیر نماید.
مواد و روش‌ها: برای انجام پژوهش، با مشورت مجری طرح در ایستگاه تحقیقاتی البرز، دو گونه‌ی برتر صنوبر (اورامریکن و تبریزی) و از هر رژیم آبیاری، سه درخت برای بررسی انتخاب شدند. با استفاده از مته رویش سنج، مغزی‌هایی از پوست تا مغزِ هر درخت استخراج شده و در آزمایشگاه، ویژگی‌های آناتومی چوب و الیاف پنج حلقه‌ی آخر نمونه‌ها شامل پهنای‌حلقه‌ی رویشی، اندازه و طول آوندها، طول، قطر و ضخامت دیواره‌ی فیبرها اندازه‌گیری شدند.
یافته‌ها و نتیجه‌گیری: نتایج نشان دادند که اثر مستقلِ طول دوره‌ی آبیاری بر روی پهنای حلقه‌ی رویش، طول و پهنای آوند و ضخامت دیواره‌ی فیبر معنی‌دار بوده ولی رژیم آبیاری روی طول و پهنای فیبر اثر معنی‌داری نگذاشته است. در مورد هر دو گونه، افزایش بازه‌ی آبیاری از 4 روز به 8 روز باعث کاهش سرعت رشد و در نتیجه کاهش پهنای حلقه رویش شد. نوع گونه نیز روی شدت کاهش رشد موثر بود؛ به‌نحوی که گونه‌ی تبریزی حساسیت کم‌تری نسبت به رژیم آبیاری نشان داد و کاهش بازه‌ی آبیاری در آن تاثیر اندکی روی کاهش پهنای حلقه رویش گذاشت. درمجموع می‌‌توان نتیجه‌گیری کرد که در مورد گونه‌ی اورامریکن، اگر ویژگی‌های آناتومی چوب مدنظر باشد آبیاری 8 روزه تفاوت چندانی با آبیاری 4 روزه ندارد و حتی درمورد برخی ویژگی‌ها (مانند طول الیاف)، آبیاری 8 روزه نتیجه بهتری نیز حاصل آورده است. بنابراین برای صرفه‌جویی در مصرف آب، آبیاری 8 روزه به جای آبیاری 4 روزه توصیه می‌شود. در مورد گونه‌ی تبریزی هم این گزاره کمابیش صادق است؛ چراکه به‌نظرنمی‌رسد کاهش طول الیاف این گونه به حدی باشد که افزایش 4 روزه‌ی بازه‌ی آبیاری را توجیه کند. همچنین در این پژوهش نشان داده شد که رشد قطری و طول الیاف صنوبر (به‌عنوان دو ویژگی مهم کاربردی) متأثر از مؤلفه‌های متفاوتی بوده و با مدیریت درست و شناخت مؤلفه‌های تاثیرگذار، می‌توان همزمان سرعت رشد و طول الیاف را در این گونه افزایش داد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Effect of different irrigation regimes on wood anatomical features and fiber biometry of two elite poplars

نویسندگان [English]

  • Reza Oladi 1
  • leila Heidari 2
  • Reza Bagheri 3
  • Kambiz Pourtahmasi 4
1 Associate Professor Section of wood biology Faculty of Natural Resources University of Tehran Karaj Iran
2 Faculty of Natural Resources University of Tehran
3 Senior Research Expert, Research Institute of Forests and Rangelands (RIFR), Tehran
4 Dept., of Wood and Paper Sciences and Technology, Faculty of Natural Resources, University of Tehran
چکیده [English]

Background and objectives: Raw materials shortage is one of the main challenges of wood and paper industry of Iran. According to the laws restricting forest harvesting, tree farming as an alternative source of wood supply should be focused. On the other hand, due to limited water resources in Iran and high water demand of poplars, there are increasing efforts to introduce poplar species with higher drought tolerance. However, these researches are mainly concentrated just on the volume production or tree surviving and resulting wood quality was less investigated. In one of such studies, growth characteristics of different species/clones of Populus were investigated in different irrigation intervals (4, 8, and 12 days) and it was concluded that there was not a significant difference between the 4 and 8 days intervals in respect of growth parameters. However, the probable effect of these two irrigation intervals on wood quality remained unknown. Hence, the rationale of current study was to investigate the effect of 4 and 8 days irrigation intervals on wood and fiber characteristics of two superior poplar clones. In addition, the relation between wood quality and irrigation was discussed from the physiological points of view.
Materials and methods: Pith-to-bark cores were taken from two elite poplar trees (Populus euroamerican and P. nigra) using increment borer. Wood anatomical features and fiber biometry of the last five tree rings including tree-ring width, vessel size and length, and fiber length, diameter and cell wall thickness were studied.
Results: The results showed that the effect of irrigation intervals was statistically significant on tree-ring width, vessel diameter and length and fiber wall thickness but not significant on fiber length and diameter. In both species, increasing irrigation intervals from 4 to 8 days, led to a decrease in ring width. Nonetheless, the type of species influenced the reduction rate: P. nigra trees were less sensitive to irrigation intervals and their ring widths were less reduced. Moreover, it was shown that radial growth and fiber length of poplars (as two important applied properties) are separately influenced by different components.
Conclusion: Overall, it can be concluded that in the case of P. euroamerican, if the wood anatomical features were of importance, there is no difference between 4 and 8 days irrigation and even longer interval of irrigation yields superior characteristics (e.g. longer fibers). Hence, for saving water resources, 8 days irrigation is recommended. This conclusion is also roughly applicable for P. nigra since the reduction in fiber length of this species after longer irrigation periods is not remarkable and therefore doesn’t justify the shorter irrigation intervals. Finally, since radial growth rate and fiber length are influenced by different factors and are less related to each other, both features can simultaneously be enhanced with a proper management.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Poplar
  • Irrigation
  • fiber length
  • tree-ring width
  • vessel features
1. Ali, H.M., Alamri, S.A., Siddiqui, M.H., Al-Khaishany, M.Y., Al-Qutami, M.A., and
Alakeel, K.A. 2017. Performance of growth and nutrient content in Melia azedarach l. under
wastewater irrigation. Fresenius Environmental Bulletin., 26: 7.4645-4649.
2. Al-Mefarrej, H.A. 2013. Growth characteristics and some wood quality of Tamarix aphylla
seedlings irrigated with primary treated wastewater under drought stress. Asian Journal of
Plant Sciences., 12: 109-118.
3. Araújo, W.L., Fernie, A.R., and Nunes-Nesi, A. 2011. Control of stomatal aperture: A
renaissance of the old guard. Plant Signal Behavior., 6: 1305–1311.
4. Arnold, D.H., and Mauseth, J.D. 1999. Effects of environmental factors on development of
wood. American Journal of Botany., 86(3): 367-371.
5. Bagheri, R., Ghasemi, R., Calagari, M., and Merrikh, F. 2012. Effect of different irrigation
intervals on superior poplar clones yield. Iranian Journal of Forest and Poplar Research. 20:
3.357-369. (In Persian)
6. Bannan, M.W. 1967. Anticlinical divisions and cell length in conifer cambium. Forest
Product Journal., 17: 6.63-69.
7. Bréda, N., Huc, R., Granier, A., and Dreyer, E. 2006. Temperate forest trees and stands
under severe drought: a review of ecophysiological responses, adaptation processes and
long-term consequences. Annals of Forest Science., 63: 625–644.
8. Carlquist, S. 2013. Comparative wood anatomy: systematic, ecological, and evolutionary
aspects of dicotyledon wood. Springer Science and Business Media, Berlin, 448p.
9. Daneshvar, H.A., and Modirrahmati, A.R. 2008. Comparison of height, diameter and wood
production of 14 Poplar clones in Esfahan province. Iranian Journal of Forest and Poplar
Research. 16: 1.49-60. (In Persian)
10. Efhami, D., and Saraeyan, A.R. 2009. Evaluation of anatomical and physical properties of
juvenile/mature wood of Populus alba and Populus × euramericana. Iranian Journal of
Wood and Paper Science Research., 24(1): 134-147. (In Persian)
11. Efhamisisi, D., Karimi, A.N., Pourtahmasi, K., and Taghiyari, H.R. 2012. The effects of
agroforestry practices on fiber attributes in Populus nigra var. betulifolia. Trees., 26(2): 435-
441.
12. February, E.C., Stock, W.D., Bond, W.J., and Le Roux, D.J. 1995. Relationships between
water availability and selected vessel characteristics in Eucalyptus grandis and two hybrids.
IAWA J., 16: 3.269-276.
13. Franklin, G.L. 1945. Preparation of thin sections of synthetic resins and wood-resin
composites, and a new macerating method for wood. Nature., 155: 3924.51.
14. Garavillon-Tournayre, M., Gousset-Dupont, A., Gautier, F., Benoit, P., Conchon, P.,
Souchal, R., and Fumanal, B. 2018. Integrated drought responses of black poplar: how
important is phenotypic plasticity? Physiologia Plantarum., 163(1): 30-44.
15. Goodarzi, G.R., Modir-Rahmati, A.R., and Ahmadloo, F. 2013. Investigation on adaptability
of open crown poplar clones in Markazi province. Iranian Journal of Forest and Poplar
Research. 21: 2.256-267. (In Persian)
16. Isenberg, I.H. 1981. Pulpwoods of the United States and Canada. Vol 11 - Hardwoods 3rd
edn. The Institute of Paper Chemistry, Appleton, 168p.
17. Lundgren, C. 2004. Cell wall thickness and tangential and radial cell diameter of fertilized
and irrigated Norway spruce. Silva Fennica. 38: 1.95-106.
18. Marron, N., Delay, D., Petit, J.M., Dreyer, E., Kahlem, G., Delmotte, F.M., and Brignolas, F.
2002. Physiological traits of two Populus× euramericana clones, Luisa Avanzo and
Dorskamp, during a water stress and re-watering cycle. Tree Physiology. 22(12): 849-858.
19. Marron, N., Dreyer, E., Boudouresque, E., Delay, D., Petit, J. M., Delmotte, F. M., and
Brignolas, F. 2003. Impact of successive drought and re-watering cycles on growth and
specific leaf area of two Populus× canadensis (Moench) clones,‘Dorskamp’and
‘Luisa_Avanzo’. Tree physiology. 23(18): 1225-1235.
20. Ohshima, J., Yokota, S., Yoshizawa, N., and Ona, T. 2011. Feasibility study of quality
plantation pulpwood breeding on fibre length, vessel element length and their ratio sought by
within-tree variations in Eucalyptus trees. Forestry Studies. 54: 1.37-47.
21. Rasoli Garmarodi, A., Resalati, H., Rafiee, F., and Mahdavi Feizabadi, S. 2006.
Investigation on variations trend of fiber dimensions of diameter growth in Populus
euramericana (Dode) for papermaking. Bulletin of Khazar Agricultural and Natural
Resources Sciences. 13(1): 30-43. (In Persian)
22. Rongjun, Z., Chunli, Y., Xianbao, C., Jianxiong, L., Benhua, F., & Yurong, W. (2014).
Anatomical, Chemical and Mechanical Properties of Fast-Growing Populus× Euramericana
cv.‘74/76’. IAWA Journal, 35(2), 158-169
23. Saeidi, Z., and Azadfar, D. 2009. Effect of hydromorphy and drought stresses on net
photosynthesis rate and viability for three poplar species. Journal of Wood and Forest
Science and Technology. 16(3): 93-106. (In Persian)
24. Tyree, M. T., and Sperry, J. S. 1988. Do woody plants operate near the point of catastrophic
xylem dysfunction caused by dynamic water stress?: answers from a model. Plant
physiology. 88(3): 574-580.
25. Tyree, M.T., and Zimmermann, M.H. 2002. Xylem structure and the ascent of sap. 2nd edn.
Springer, Berlin, 283p.
26. Zobel, B.J., and van Buijtenen, J.P. 1989. Wood variation: its causes and control. Springer,
Berlin, 363p.