پاسخ صفات فیزیولوژیک نهال‌ سرو خمره‌ای (Thuja orientalis L.) به تنش خشکی و آبیاری مجدد

نوع مقاله : مقاله کامل علمی پژوهشی

نویسندگان

1 روستای کاسگرمحله_ دوراهی_ کوچه حاج حسین حامدی‌فر_پلاک9

2 دانشکده منابع طبیعی نور، دانشگاه تربیت مدرس

3 دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تربیت مدرس

10.22069/jwfst.2026.25096.2175

چکیده

سابقه و هدف: در شرایط طبیعی، گیاهان اغلب با چرخه‌های متناوب تنش خشکی و دریافت دوباره رطوبت روبه‌رو هستند؛ ازاین‌رو، افزون بر تحمل کم‌آبی، توانایی بازیابی عملکرد فیزیولوژیک آن‌ها پس از رفع تنش اهمیت دارد. این پژوهش با هدف بررسی اثر سطوح مختلف قطع آبیاری بر پاسخ‌های فیزیولوژیک نهال‌های سرو خمره‌ای (Thuja orientalis L.) و همچنین ارزیابی توان بازیابی آن‌ها پس از آبیاری مجدد صورت گرفت.

مواد و روش‌ها: در این مطالعه ۶۰ اصله نهال دوساله سرو خمره‌ای به مدت دو هفته در حد ظرفیت مزرعه آبیاری شدند و سپس در دو آزمایش جداگانه و هر کدام در قالب طرح کاملاً تصادفی مورد مطالعه قرار گرفتند. آزمایش اول با چهار سطح تیمار قطع آبیاری در هر یک از روزهای سوم (شاهد)، ششم، نهم و دوازدهم (و سه تکرار پنج‌تایی از هر سطح) اجرا شد و بلافاصله در هر یک از این روزها، متغیرهای فتوسنتز خالص، هدایت روزنه‌ای، تعرق، غلظت CO₂ زیرروزنه‌ای نهال‌ها اندازه‌گیری و سپس زنده‌مانی، هدایت مزوفیلی و کارایی مصرف آب آن‌ها محاسبه شد. در آزمایش دوم، نهال‌های تنش داده شده حاصل از هر یک از سطوح قطع آبیاری مربوط به آزمایش اول، طی دوازده روز در حد ظرفیت مزرعه تحت آبیاری مجدد قرار گرفتند و سپس متغیرهای مشابه ازمایش اول ثبت شدند. داده‌ها پس از بررسی پیش‌فرض‌های آماری، با استفاده از تجزیه واریانس یک‌طرفه (ANOVA)، آزمون مقایسه میانگین توکی (Tukey HSD) و آزمون t جفتی تحلیل شدند.

یافته‌ها: نتایج آزمایش اول نشان داد که زنده‌مانی نهال‌های سرو خمره‌ای در تیمارهای سه، شش و نه روز قطع آبیاری ۱۰۰ درصد بود، اما با تداوم تنش تا روز دوازدهم، به 7/66 درصد کاهش معنی‌دار یافت (01/0>P). در تمام تیمارهای تنش کاهش معنی‌داری در فتوسنتز، هدایت روزنه‌ای، تعرق، غلظت CO₂ زیرروزنه‌ای و هدایت مزوفیلی نسبت به شاهد مشاهده شد (01/0>P). در آزمایش دوم نهال‌های خشک‌شده در دوره تنش، پس از آبیاری مجدد احیا نشدند. همچنین، آبیاری مجدد در نهال‌های تحت شش روز قطع آبیاری، موجب بازگشت معنی‌دار فتوسنتز، هدایت روزنه‌ای، تعرق و غلظت CO₂ زیرروزنه‌ای به سطح شاهد شد. بااین حال، در نهال‌های تحت نه و دوازده روز قطع آبیاری، اگرچه این متغیرها نسبت به دوره تنش افزایش یافتند، مقادیر آن‌ها همچنان به‌طور معنی‌داری پایین‌تر از سطح شاهد باقی ماند (05/0>P). هدایت مزوفیلی پس از آبیاری مجدد در تیمارهای شش و نه روزه با شاهد تفاوت معنی‌داری نداشت، اما در تیمار دوازده روزه به‌طور معنی‌داری کمتر از شاهد بود (05/0>P). در مقابل، کارایی مصرف آب در هیچ‌یک از تیمارهای تنش خشکی و آبیاری مجدد و نیز بین دو مرحله تنش و بازیابی تفاوت معنی‌داری نشان نداد (05/0<P).

نتیجه گیری: نتایج این پژوهش نشان داد که نهال‌های سرو خمره‌ای در برابر تنش خشکی ناشی از قطع آبیاری، تا شش روز از توان تحمل و بازیابی مناسبی برخوردارند (که در این خصوص می‌توان به بالا بودن مقادیر پتاسیم خاک گلدان نیز آن را مرتبط دانست)، اما تداوم تنش در نه و دوازده‌ روز، ظرفیت ترمیم فیزیولوژیک و بقای آن‌ها را محدود می‌کند. این یافته‌ها می‌تواند مبنای علمی مناسبی را برای مدیریت آبیاری، نگهداری و پرورش نهال این گونه در نهالستان‌ها فراهم کند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Physiological Responses of Oriental Arborvitae Seedlings to Drought Stress and Rewatering

نویسندگان [English]

  • Mohammad Sadegh Kavianpour 1
  • Masoud Tabari 2
  • Manouchehr Naeiji 3
1 Faculty of Natural Resources, University of Tehran, Karaj, Iran
2 Faculty of Natural Resources, Tarbiat Modares University
3 Faculty of Natural Resources, Tarbiat Modares University
چکیده [English]

Background and objectives: Under natural conditions, plants frequently experience alternating cycles of drought stress and rewatering. Therefore, in addition to drought tolerance, their ability to recover physiological performance after stress relief is important. This study investigated the effects of different irrigation-withholding durations on the physiological responses of oriental arborvitae seedlings (Thuja orientalis L.) and evaluated their recovery capacity following rewatering.

Materials and methods: Sixty two-year-old oriental arborvitae seedlings were irrigated at field capacity for two weeks. Subsequently, the seedlings were subjected to four irrigation-withholding durations of 3, 6, 9, and 12 days in a completely randomized design with three replicates of five seedlings per treatment. The 3-day treatment was considered the baseline level. Net photosynthetic rate, stomatal conductance, transpiration rate, and intercellular CO₂ concentration were measured at the end of each irrigation-withholding period. Seedling survival, apparent carboxylation efficiency (An/Ci), and water-use efficiency were subsequently calculated. Thereafter, the drought-stressed seedlings were rewatered at field capacity for 12 days, and the same variables were measured again. After checking the assumptions of normality and homogeneity of variances, data were analyzed using one-way analysis of variance (ANOVA), Tukey’s HSD post hoc test, and paired-sample t-test.

Results: The results of the first experiment showed that the survival rate of Thuja orientalis seedlings was 100% after 3, 6, and 9 days of irrigation withholding. However, continued drought stress until day 12 significantly reduced seedling survival to 66.7% (P<0.01). All drought treatments caused significant reductions in net photosynthesis, stomatal conductance, transpiration, intercellular CO₂ concentration, and mesophyll conductance compared with the control treatment (P<0.01). In the second experiment, seedlings that had died during the drought-stress period did not recover after rewatering. Rewatering seedlings subjected to 6 days of irrigation withholding resulted in a significant recovery of net photosynthesis, stomatal conductance, transpiration, and intercellular CO₂ concentration to levels that were not significantly different from those of the control treatment. However, although these variables increased after rewatering in the 9- and 12-day treatments, their values remained significantly lower than those of the control treatment (P<0.05). Following rewatering, mesophyll conductance in the 6- and 9-day treatments did not differ significantly from that of the control treatment, whereas it remained significantly lower in the 12-day treatment (P<0.05). In contrast, water-use efficiency did not differ significantly among the drought-stress and rewatering treatments or between the drought and recovery stages (P>0.05).

Conclusion: The results of this study demonstrated that oriental arborvitae seedlings possess a satisfactory capacity for tolerance and recovery against drought stress induced by the cessation of irrigation for up to six days (a factor that may be linked to the high potassium levels in the potting soil); however, prolonged stress—extending to nine and twelve days—limits their physiological recovery capacity and survival. These findings can provide a sound scientific basis for irrigation management and the cultivation and maintenance of this species' seedlings in nurseries.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Drought stress
  • Photosynthesis
  • Seedling recovery
  • Transpiration
  • Water-use efficiency