ویژگی‌های شاخص ریخت‌شناسی برگ درختان بالغ جهت تشخیص 14 کلن‌ صنوبر پرکاربرد در زراعت چوب

نوع مقاله : مقاله کامل علمی پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس پژوهش، بخش تحقیقات صنوبر و درختان سریع‌الرشد، مؤسسه تحقیقات جنگلها و مراتع کشور، سازمان‌تحقیقات،‌ آموزش ‌و‌ ترویج‌کشاورزی،

2 دانشیار، دانشکده منابع طبیعی و علوم دریایی نور دانشگاه تربیت مدرس

3 مربی پژوهشی، بخش تحقیقات صنوبر و درختان سریع‌الرشد، مؤسسه تحقیقات جنگلها و مراتع کشور، سازمان‌تحقیقات، ‌آموزش ‌و ‌ترویج‌کشاورزی،

چکیده

سابقه و هدف: جنس صنوبر از درختانی است که گستردگی زیادی در مناطق مختلف جهان داشته و از تنوع ریخت‌شناسی زیادی برخوردار است. یکی از مشخصات گونه‌های مختلف صنوبر وجود ناجوربرگی در آنهاست. به‌ همین علت گاهی تشخیص کلن‌های مختلف یک گونه از همدیگر دشوار می‌شود. در نیمه شمالی کشور کلن‌های مشخصی از جنس صنوبر کاشته می‌شوند که شناخت صفات ریخت‌شناسی برگ شاخص آنها می‌تواند به تشخیص آنها از یکدیگر کمک نماید. شناسایی این صفات مهمترین هدف اجرای این تحقیق بوده است. از طرفی همبستگی میان صفات ریخت‌شناسی برگ با صفات رویشی درختان بالغ ممکن است سبب معرفی صفات ریخت‌شناسی برگ شود که به‌وسیله آنها ارزیابی رویش درخت میسر گردد. بنابراین به‌عنوان هدف فرعی، مطالعه همبستگی صفات ریخت‌شناسی برگ با مشخصه‌های رویشی درختان بالغ مورد بررسی قرار گرفت.
مواد و روش‌ها: در این تحقیق 14 کلن از 4 گونه نیگرا (78/42، 154/62، 135/63، betulifolia)، کبوده (45/20، 13/44)، دلتوییدس (8/63، 55/69، 258/92، marquette) و اورامریکن (154، 214، costanzo، vernirubensis) که به‌خصوص در نیمه شمالی کشور بیش از سایر گونه‌ها کاشته می‌شوند از محل کلکسیون کلن‌های مختلف صنوبر در ایستگاه تحقیقاتی البرز مؤسسه تحقیقات جنگل‌ها و مراتع کشور واقع در کرج انتخاب شد. در این کلکسیون با هدف حفظ ذخایر ژنتیکی، 9 پایه از هر ژنوتیپ کاشته شده است. به‌منظور مطالعه صفات ریخت‌شناسی برگ سه پایه از مجموع نه پایه کاشته‌شده به‌صورت تصادفی انتخاب شد و پس از نمونه‌برداری برگ از ارتفاع 3 تا 8 متری درختان هفت ساله، 12 صفت ریختشناسی در آنها اندازه‌گیری شد. همچنین به‌منظور بررسی همبستگی میان صفات ریخت‌شناسی برگ با رویش درخت بالغ، در اواخر فصل رویش در مورد همان سه پایه مربوط به هر کلن، قطر برابر سینه، ارتفاع کل درخت و شعاع تاج در چهار جهت جغرافیایی اصلی ثبت گردید و سپس سطح تاج‌پوشش محاسبه شد. جهت تحلیل داده‌ها با ترکیب نتایج تحلیل خوشه‌ای با تحلیل تجزیه به مؤلفه‌های اصلی (با دو روش محاسبه همبستگی صفات با مؤلفه‌های اصلی و رگرسیون چندگانه صفت‌های برگ با محورهای اصلی) و همچنین طرح آشیانه‌ای اقدام به تعیین مهمترین صفات مؤثر در تفکیک کلن‌ها از یکدیگر گردید. در انتها این صفات مهم در بین گروه‌های مختلف حاصل از خوشه‌بندی با استفاده از آزمون دانت تی 3 مورد مقایسه قرار گرفتند تا صحت نتایج مورد تایید قرار گیرد.
یافته‌ها: براساس نتایج تحلیل خوشه‌ای، کلن‌های کبوده و نیگرا و همچنین دو کلن دلتوییدس 8/63 و 258/92 هر یک به طور جدگانه در یک گروه و چهار کلن اورآمریکن همراه با کلن های دلتوییدس marquette و 55/69 در گروه دیگر جای گرفتند. 5 صفت طول برگ، سطح برگ، حداکثر پهنای برگ، وزن خشک برگ و طول دمبرگ به‌عنوان اثرگذارترین مشخصه‌های شکل‌شناسی تعیین شدند که با استفاده از این صفت‌ها می‌توان کلن‌های مورد مطالعه را از همدیگر تفکیک نمود. مساحت تاج نیز تنها صفت رویشی بود که همبستگی معنی‌دار مثبتی با صفات ریخت‌شناسی برگ داشت به‌طوری که با افزایش مساحت تاج بر طول برگ، حداکثر پهنای برگ، طول دمبرگ، ضخامت برگ و سطح برگ و وزن خشک برگ افزوده شد.
نتیجه‌گیری: با توجه به ناجوربرگی جنس صنوبر و شباهت زیاد برگ کلن‌ها در گونه‌های مورد بررسی در این تحقیق، پنج صفت کلیدی برگ شامل طول، سطح، حداکثر پهنا و وزن خشک همراه با طول دمبرگ صفات شاخص در تشخیص 14 کلن مورد مطالعه می‌باشند. بنابراین با اندازه گیری این صفات می‌توان کلن‌های کاشته‌شده در زمین‌های کشاورزی مردم را تا حد زیادی شناسایی نمود. طبق نتایج این پژوهش چنین استنباط می‌شود که سطح تاج بیش از رویش قطری و ارتفاعی بر ابعاد برگ اثرگذار است. از این رو دست‌کم در مورد کلن‌های مورد بررسی در این تحقیق، صفات ریخت‌شناسی برگ نمی‌تواند معیاری جهت ارزیابی رشد قطری و ارتفاعی درختان بالغ صنوبر باشد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

The leaf morphological traits of mature trees as an indicator for distinguishing 14 poplar clones widely used in tree farming

نویسندگان [English]

  • Pedram Ghadiripour 1
  • Omid Esmaeilzadeh 2
  • Rafátollah Ghasemi 3
1 Research Expert, Research Division of Poplar and Fast-growing Trees, Research Institute of Forests and Rangelands, Agricultural Research Education and Extension Organization (AREEO), Tehran, Iran.
3 Senior Research Expert, Research Division of Poplar and Fast-growing Trees, Research Institute of Forests and Rangelands, Agricultural Research Education and Extension Organization (AREEO), Tehran, Iran.
چکیده [English]

Background and Objectives: Populus spp. have a wide distribution and also morphological variation in the world. One of the poplar species characteristics is being leaf heterophyllic; therefore sometimes it is difficult to distinguish different clones of a species from each other. Some certain poplar clones are commonly planted in the northern half of Iran. Knowledge of their indicator leaf morphological traits would be useful in distinguishing them from each other, finding these morphological traits was the main aim of this study. As well, the correlation between leaf morphological and the growth traits in mature trees could be led to introduce the leaf morphological traits which the evaluation of tree growth would be possible by them. Therefore, the investigation of correlations among leaf morphological and the growth traits of mature trees was considered as a sub-objective of the study.
Materials and Methods: In this study, we chose 14 clones, commonly planted in the northern half of Iran, includes four poplar species of P. nigra (42.78, 62.154, 63.135, betulifolia), P. alba (20.45, 44.13), P. deltoids (63.8, 69.55, 92.258, marquette), and P. euramericana (154, 214, costanzo, vernirubensis) from poplar clones collection of Alborz research station belongs to research institute of forests and rangelands (RIFR) located in Karaj where 9 individual with the aim of genetic preserve were planted. Studying the morphological traits, three of nine individuals from each clone randomly selected, and after leaves sampling from the height of 3-8 m of seven-year-old trees, 12 morphological traits of leaf were measured. As well as DBH, total tree height and also tree crown radius at any cardinal directions for calculating the crown horizontal projection, was measured in the late growing season in the case of the same three individuals belongs to any clone. Then, the correlations between the mature tree growth and leaf morphological traits were calculated. Finally by PCA (with two methods of correlation between main axes and the traits and also envi-fit) and nested design, the most effective traits for recognition of the clones were determined. Then for certifying the results, mean of the main traits between the groups resulted by clustering was compared by dunnet T3 test.
Results: According to the clustering results, P. nigra, P. alba, and two of P. deltoids (63.8, 92.258) clones were placed in three groups separately. The four P. euramericana clones besides marquette and 69.55 from P. deltoids consisted another group. The five traits of leaf length, leaf area, maximum width of the leaf, leaf dry weight and petiole length were determined as the most effective morphological traits among investigated clones. Therefore the clones are recognized by using these traits. Crown area also was the only growth trait showing significant positive correlation with leaf morphological traits in a way that with its increasing, the traits of leaf length, maximum width of the leaf, petiole length, thicket of the leaves, leaf area, and dry mass were increased.
Conclusion: Respecting leaf heterophylly in the poplar genus and the high leaf similarity of the clones in investigated species, the key traits of leaves include length, area, maximum width, and dry weight besides petiole length were morphological indicators for distinguishing the 14 clones. Consequently, the poplar clones planted in private fields could be identified by measuring these traits to a large extent. It is inferred that crown area is more affected than DBH and total tree height on the leaves dimensions based on the present study. Hence, leaf morphological traits could not be reliable criteria for evaluating the diameter and height growth of the mature poplar trees, at least in the case of the clones investigated in this study.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Poplar
  • clone
  • Morphology
  • leaf
  • crown area