بررسی تغییرات آناتومی و بیومتری چوب‌کششی صنوبر Populus alba) ) تحت اثر تیمارهای خم متناوب، کوددهی نیتروژن و هورمون جیبرلین

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه تهران

2 دانشیار، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران

چکیده

صنوبر ازجمله گونه­های پرکاربرد در صنعت کاغذسازی می­باشد و نیاز به تولید چوب آن به­صورت زراعت چوب و بررسی عوامل مؤثر در ویژگی­های بیومتری الیاف، آناتومی، فیزیکی، شیمیایی چوب آن بسیار حائز اهمیت است. ازجمله عکس‌العمل‌های درختان چوبده ازجمله صنوبر به تنش­ها و عوامل محیطی، تشکیل چوب واکنشی (چوب‌کششی) در ساختار چوب آن­ها می­باشد. چوب‌کششی منبع غنی از سلولز است که می­توان با تولید درختانی با چوب‌کششی بیشتر، میزان سلولز بیشتری را برای مصارف فراوان سلولز ازجمله تولید کاغذ و یا سوخت­های زیستی در اختیار داشت. هدف از این تحقیق، تحریک تشکیل چوب‌کششی در نهال­های دوساله صنوبر (Populus alba) به‌وسیله اعمال خم متناوب، کوددهی نیتروژن (NPK) و هورمون جیبرلین (G) می­باشد. اعمال خم به­صورت متناوب یک ماه در یک‌جهت و ماه بعدی در جهت مخالف در طول فصل رویش، تیمار کود یک‌بار در اول و یک‌بار در وسط فصل رویش و تیمار جیبرلین یک‌بار اوایل فصل رویش اعمال شدند. پس از پایان فصل رویش ویژگی­های رویشی، فیزیکی و آناتومی موردبررسی قرار گرفت. بررسی رنگ‌آمیزی دوگانه سافرانین/آسترابلو در تصاویر مقطع عرضی نمونه­ها نشان داد که به‌طورکلی تیما­رهای تحت خم متناوب نسبت به تیمارهای قائم دارای سطح چوب‌کششی و ضخامت لایه ژلاتینی بیشتری بودند. همچنین، تیمار خم متناوب با NPK+G دارای دانسیته بیشتر، هم کشیدگی طولی بیشتر، هم کشیدگی شعاعی و مماسی کمتر، قطر آوند و درواقع میانگین مساحت آوند کمتر، تخلخل کمتر، طول الیاف و ضخامت دیواره بیشتر، قطر کلی و قطر حفره الیاف کمتری بود. این نتایج اظهار داشت که این تیمار بیشترین اثر را در تحریک چوب‌کششی داشت و شدت تشکیل چوب‌کششی در این نمونه­ها بیشتر بود.

کلیدواژه‌ها


[1] Mellerowicz, E. J., Baucher, M., Sundberg, B. and Boerjan, W. 2001. Unravelling cell wall formation in the woody dicot stem. Plant Molecular Biology, 47: 239–274.
[2] Moulia B, Coutand C. and Julien, J-L. 2015. Mechanosensitive control of plant growth: bearing the load, sensing, transducing, and responding. Frontiers in Plant Science, 6(52). doi: 10.3389/fpls.2015.00052.
[3] Hellgren, J. M., Olofsson, K. and Sundberg, B. 2004. Patterns of auxin distribution during gravitational induction of reaction wood in poplar and pine. Plant Physiology, 135: 212–220.
[4] Clair, B. Déjardin, A. Pilate, G. and Pilate, T. 2018. Is the G-layer a tertiary cell wall? Frontiers in Plant Science, 9(623).
[5] Sawada, D., Kalluri, U. C., O’Neill, H., Urban, V., Langan, P., Davison, B. and Pingali, S. V. 2018. Tension       wood structure and morphology conducive for better enzymatic digestion. Biotechnology for Biofuels, 11(44).
[6] Jourez, B. Riboux, A. and Leclercq, A. 2001. Anatomical characteristics of tension wood and opposite wood in young bended stem of poplar (Populus euramericana cv’ ghoy). International Association of Wood Anatomist Journal, 22(2): 133-157.
[7] Mellerowicz, E.J. and Gorshkova, T.A. 2012. Tensional stress generation in gelatinous fibers: a review and possible mechanism based on cell-wall structure and composition. Journal of Experimental Botany 63: 551–565.
[8] Fujita, M., Sakai, H. and Harada, H. 1974. Electron microscopy of microtubules and cellulose microfibrils in secondary wall formation of poplar tension wood. Journal of Wood Science, 20: 147–156.
[9] Clair, B. Almeras, T. Pilate, G. Jullien, D. Sugiyama, J. and Riekel, C. 2011. Maturation stress generation in poplar tension wood studied by synchrotron radiation microdiffraction. Plant Physiology, 155: 562–570.
[10] Lashkarbolouki, E. and Parsapajouh, D. 2005. A study of anatomical characteristics, fiber biometry and some other physical properties of one of the most important clones of Poplar (Populus deltoides77.51) in Gilan. Iranian Journal of Natural Resources, 58(1): 194-207.
[11] Sayar, M. and Tarmian, A. 2010. The effect of tension wood formation on the anatomical characteristics and gelatinous layer formation in the fibers of poplar (P. nigra). Journal of Wood & Forest Science and Technology, 17(2): 133-144.
[12] Hossein Zadeh, J., Abdolkhani, A., Emami Nasab, M., Khodabandeh Lou, H. and Ahmadi, M. 2015. Investigation the properties of paper made from tension and normal wood of Populus nigra. Iranian Journal of Wood and Paper Science Research, 30(4): 653-661.
[13] Fung, Ch.H., Guibal, D., Clair, B., Gril, J., Liu, Y.M. and Liu, Sh.Q. 2008. Relationships between growth stress and wood properties in poplar I-69 (Populus deltoides Bartr. cv. “Lux” ex I-69/55). Annals of Forest Sciences, 65(307).
[14] Roignant, J., Badel, E., Leblanc-Fournier, N., Brunel-Michac, N., Ruelle, J., Moulia, B. and Decourteix, M. 2018. Feeling stretched or compressed? The multiple mechanosensitive responses of wood formation to bending. Annals of Botany, 121(6): 1151-1161.
[15] Luo, J., Zhou, J., Masclaux-Daubresse, C., Wang, N., Wang, H. and Zheng, B. 2019. Morphological and physiological responses to contrasting nitrogen regimes in Populus cathayana is linked to resources allocation and carbon/nitrogen partition. Environmental and Experimental Botany, 162: 247-255.
[16] Pitre, F.E., Cooke J.E.K. and Mackay, J.J. 2007. Short-term effects of nitrogen availability on wood formation and fiber properties in hybrid poplar. Trees, 21: 249-259.
[17] Luo, Z.B., Langenfeld-Heyser, R., Calfapietra, C. and Polle, A. 2005. Influence of free air CO2 enrichment (EUROFACE) and nitrogen fertilization on the anatomy of juvenile wood of three poplar species after coppicing. Trees, 19: 109-118.
[18] Pitre, F.E., Pollet, B., Lafarguette, F., Cooke, J.E.K., MacKay, J.J. and Lapierre, C. 2007. Effects of increased nitrogen supply on the lignification of poplar wood. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 55: 10306-10314.
[19] Pitre, F.E., Lafarguette, F., Boyle, B., Pavy, N., Caron, S., Dallaire, N., Poulin, P., Ouellet, M., Morency, M., Wiebe, N., Ly Lim, E., Urbain, A., Mouille, G., Cooke, J.E.K. and Mackay, J.J. 2010. High nitrogen fertilization and stem leaning have overlapping effects on wood formation in poplar but invoke largely distinct molecular pathways. Tree Physiology, 30: 1273-1289.
[20] Funada, R., Miura, T. and Shimizu, Y. 2008. Gibberellin-induced formation of tension wood in angiosperm trees. Planta, 227(6): 1409–1414.
[21] Jiang, S. Li, Y.F. Chen, X.H. and Xu, K. 2008. Control of negative gravitropism and tension wood formation by gibberellic acid and indole acetic acid in Fraxinus mandshurica Rupr. var. japonica maxim seedlings. Journal of Integrative Plant Biology, 48(2): 161-168.
[22] Nugroho, W.D., Yamagishi, Y., Nakaba, S., Fukuhara, S., Begum, S., Marsoem, S.N., Ko, J.H., Jin, H.O. and Funada, R. 2012. Gibberellin is required for the formation of tension wood and stem gravitropism in Acacia mangium seedlings. Annals of Botany, 110: 887–895.
[23] Gärtner, H. and Schweingruber, F.H. 2013. Microscopic preparation techniques for plant stem analysis. Verlag Dr. Kessel, 78 p.
[24] Franklin, G.L. 1945. A rapid method of softening wood for microtome sectioning tropical wood. Oxford University Press, 36-88.
[25] Mahdavi, S., Faezipour, M., Resalati, H. and Familian, H., 2003. The effects of provenance and age variations on wood properties of eastern cottonwood. Iranian Journal of Natural Resources, 56(3): 281-292.