Ecology of Iranian Forests

fa اثر هیومیک اسید و کود حیوانی بر هدایت روزنه‌ای و متغیرهای رویشی نهال‌های توت سفید در بستر نهالستان Effect of Humic Acid and Cattle Manure on Stomatal Conductance, Photosynthesis, and Growth Variables of White Mulberry Seedlings in the Nursery Condition اکولوژی جنگل اکولوژی جنگل تخصصی <div style="text-align: justify;">چکیده مبسوط مقدمه و هدف: امروزه رشد فزاینده جمعیت کلان‌شهرها، توسعه صنعتی در این شهرها و نیاز به گسترش فضاهای سبز شهری و کمربند سبز شهری، توجه مدیران را به استفاده و کاشت گونه&lrm;های درختی چندمنظوره بیش از پیش جلب نموده است. در بسیاری از کشورهای پیشرفته، کاربرد کودهای شیمیایی در عرصه‌های فضای سبز، پارک‌ها، کشاورزی، باغداری و فضاهای سبز شهری منسوخ شده است. از مهم‌ترین دلایل این امر می‌توان به اثرات نامطلوب زیست‌محیطی، تخریب تعادل شیمیایی و بافت خاک، برهم‌زدن اکولوژی جوامع فون و فلور و آلودگی آب‌های شیرین اشاره کرد. به&lrm;همین دلیل استفاده از انواع کودهای آلی به‌عنوان یکی از راهکارهای مهم در بهبود تولیدات باغی و زراعی و کاهش خطر بروز آلودگی&lrm;های محیطی به‌ویژه آلودگی منابع آب‌های سطحی و زیرزمینی موردتوجه قرار گرفته است. هیومیک اسید یکی از مهم‌ترین انواع کودهای آلی است که نوعی اسید آلی تثبیت شده و از ترکیبات اصلی هوموس است که خود از فراوان‌ترین ترکیبات آلی در طبیعت محسوب می‌شود. استفاده از هیومیک اسید برای گیاهان می&lrm;تواند به‌صورت مستقیم و غیرمستقیم موجب رشد بهتر گیاهان شود و بدین&lrm;صورت میزان تولید را افزایش داده و کیفیت محصول را نیز بهبود بخشد؛ بنابراین پژوهش حاضر به‌منظور امکان‌سنجی تقویت مولفه‌های رویشی و زنده‌مانی نهال&lrm;های توت سفید به‌عنوان پرکاربردترین گونه درختی جهت کاشت در کمربند سبز مشهد تحت تأثیر استفاده از کود هیومیک اسید و کود حیوانی صورت پذیرفت. مواد و روش‌ها: برای انجام این تحقیق، نهال‌های دوساله و هم اندازه توت به‌صورت ریشه لخت تهیه گردید. سپس به بسترهای آماده شده در نهالستان کمربند سبز مشهد جهت کاشت به‌صورت گودالی و با فواصل کاشت 1/5×1/5 متر در قالب طرح کاملاً تصادفی منتقل گردیدند. در 5 کرت آزمایشی مجزا، خاک نهالستان با کود حیوانی به&lrm;طور کامل و یکنواخت مخلوط گردید. سپس در دو کرت علاوه بر کود حیوانی مزبور، کود هیومیک اسید به&lrm;شکل محلول و به&lrm;ترتیب با غلظت‌های50 و 300 میلی‌گرم در لیتر به خاک اضافه و مخلوط شد. در دو کرت دیگر نیز، محلول‌پاشی بر سطوح برگ نهال‌ها با غلظت‌های 50 و 300 میلی‌گرم در لیتر در ابتدای فصل رویش انجام گرفت. برای نهال‌های کرت پنجم نیز فقط تیمار کود حیوانی در نظر گرفته شد. 10 نهال به‌عنوان تکرار برای هر تیمار مورد بررسی قرار گرفت. نهال‌ها پس از کاشت و شماره&lrm;گذاری در ابتدا و انتهای دوره به‌منظور محاسبه رویش اندازه&lrm;گیری و در طی یک دوره رویشی 6 ماهه به&lrm;طور یکنواخت آبیاری شدند. پس از گذشت شش ماه از اعمال تیمارها، خصوصیات رویشی و فیزیولوژیکی نهال از جمله ارتفاع نهال، قطر یقه، طول ریشه، تعداد برگ و شاخه، وزن خشک اندام هوایی و ریشه، مقدار تبادلات گازی، شدت فتوسنتز و زنده‌مانی نهال&lrm;ها اندازه&lrm;گیری و مورد مقایسه آماری قرار گرفت. به&lrm;منظور اندازه&lrm;گیری زی&lrm;توده، نهال‌ها به&lrm;دقت از خاک خارج شده و پس از شست&lrm;وشوی خاک اطراف ریشه و شمارش تعداد شاخه و برگ، هر نهال به دو قسمت ریشه و ساقه تقسیم شد. سپس در دمای 70 درجه سانتی&lrm;گراد به&lrm;مدت 48 ساعت خشک شده و با ترازوی دیجیتال توزین شدند. در نهایت، داده‌ها در قالب طرح کاملاً تصادفی آنالیز و میانگین آنها با استفاده از آزمون توکی مورد مقایسه آماری قرار گرفت. اندازه&lrm;گیری میزان تبادلات گازی (هدایت روزنه&lrm;ای) و نرخ فتوسنتز در هوای آزاد و تحت شرایط طبیعی دما، نور و رطوبت نسبی هوا با دستگاه قابل‌حمل اندازه&lrm;گیری تبادلات گازی انجام گرفت. برای این منظور از هر تکرار 6-3 برگ بالغ انتخاب شد. تمام اندازه‌گیری‌ها بین ساعت 9 تا 12 صبح در یک روز آفتابی با شدت نور 1400 میکرومول بر مترمربع در ثانیه انجام شد. یافته‌ها: نتایج نشان داد تیمار هیومیک اسید با غلظت 300 میلی‌گرم در لیتر اضافه شده به خاک باعث ایجاد بیشترین مقادیر میانگین متغیرها شده است؛ به&lrm;طوری&lrm;که بیشترین مقدار رویش قطری (mm 3/2)، رویش ارتفاعی نهال (cm 35/1)، تعداد برگ (45)، تعداد شاخه (16)، وزن خشک ریشه (g 31/3) و اندام‌های هوایی (g 38/1) در تیمار مزبور شده است. مقایسه میانگین متغیرهای فیزیولوژیک نظیر شدت فتوسنتز (μmol m-2 s-1 14/5)، نرخ هدایت روزنه‌ای (mol m-2 s-1 0/23) نیز نشان داد که تیمار هیومیک اسید با غلظت 300 میلی‌گرم در لیتر اضافه شده به خاک بیشترین مقدار را داشته است. پس از آن، تیمار هیومیک اسید 50 میلی‌گرم در لیتر اضافه شده به خاک و سپس محلول پاشی با هیومیک اسید 300 میلی‌گرم بر لیتر اثرات بهتری نسبت به سایر تیمارها نشان دادند. در کل افزایش هیومیک اسید در خاک عملکرد بهتری را نسبت به محلول‌پاشی بر سطح برگ نهال‌های توت سفید داشته است. در تمامی متغیرهای ارزیابی شده، کود حیوانی، کمترین میانگین را ایجاد نمود. نتیجه‌گیری: قابل ذکر است که اثرات مثبت هیومیک اسید در رویش و زی‌توده گیاهان به افزایش قابلیت جذب آب و مواد غذایی توسط گیاه و از طرف دیگر اثرات شبه هورمونی آن برای گیاهان نسبت داده می‌شود. بر اساس نتایج تحقیق حاضر و با توجه به اثرات مثبت هیومیک اسید بر بهبود ویژگی&lrm;های رویشی و نیز شدت فتوسنتز نهال&lrm;های گونه توت و تأثیر معنی‌دار بر افزایش زیست‌توده (متغیرهایی نظیر تعداد برگ، تعداد شاخه، رشد طولی نهال، رشد قطری، رشد ریشه و اندام‌های هوایی)، افزودن کودهای هیومیک اسید به خاک در زمان نهال‌کاری با گونه توت سفید در فضاهای سبز شهری، باغداری و کمربندهای سبز شهرها بسیار توصیه می‌شود. </div> <div style="text-align: justify;">Extended Abstract Background: In contemporary times, the increasing population growth in large urban areas, industrial development in these cities, and the need for expanding urban green spaces and green belts have drawn the attention of managers to the use and cultivation of multipurpose tree species more than ever before. In many advanced countries, the use of chemical fertilizers has been discontinued in urban green spaces, parks, agriculture, and horticulture. The major reasons for this include undesirable environmental effects, disruption of soil chemical balance and structure, disruption of the ecology of plant and animal communities, and pollution of freshwater bodies. For this reason, the utilization of various organic fertilizers has been highlighted as one of the important strategies in improving horticultural and agricultural production and reducing the risk of environmental pollution, especially pollution of surface and groundwater resources. Humic acid (HA) is among the main types of organic fertilizers and a type of stabilized organic acid derived from the main compounds of humus, considered one of the most abundant organic compounds in nature. The use of HA for plants can directly and indirectly promote better plant growth, thereby increasing production levels and improving crop quality. Therefore, the present study aimed to assess the possibility of enhancing the growth and viability components of white mulberry seedlings as the most commonly used tree species for planting in the green belt of Mashhad using HA fertilizer and animal manure. Methods: For this research, two-year-old and uniform-sized mulberry seedlings were prepared as bare-root. Then, they were transferred to prepared beds in the green belt nursery of Mashhad for planting in pits with planting distances of 1.5 × 1.5 m in a completely randomized design. In five separate experimental plots, the nursery soil was thoroughly and uniformly mixed with animal manure. Subsequently, HA fertilizer in liquid form (at 50 and 300 mg/l) was mixed with the soil in two plots in addition to the animal manure. In the other two plots, foliar spraying at 50 and 300 mg l-1 on the leaf surfaces of the seedlings was carried out at the beginning of the growing season. Only animal manure treatment was considered for the seedlings in the fifth plot. Ten seedlings were selected for each treatment as replicates for examination. The seedlings were irrigated uniformly throughout a six-month growing period for measurement purposes. The growth and physiological characteristics of the seedlings, including plant height, collar diameter, root length, leaf and branch numbers, dry weight of aerial and root parts, gas exchange rates, photosynthesis rate, and seedling survival, were measured and statistically compared after 6 months of applying the treatments. To measure biomass, the seedlings were carefully removed from the soil, and the soil was washed from around the roots, followed by counting the number of branches and leaves. Each seedling was then divided into two parts of roots and stems, which were dried at 70 °C for 48 h and weighed using a digital scale. Finally, the data were analyzed in a completely randomized design, and their means were statistically compared using Tukey's test. The gas exchange rates (stomatal conductance) and photosynthesis rate in outdoors and under natural conditions of temperature, light, and relative humidity were measured using a portable device for gas exchange measurements. For this purpose, 3-6 mature leaves were selected from each replicate. All measurements were conducted between 9 am and 12 pm on a sunny day with a light intensity of 1400 µmol m-2 s-1. Results: The HA treatment added to the soil at a concentration of 300 mg/l resulted in the highest average values of the variables, namely the highest values of radial growth (3.2 mm), sapling height growth (35.1 cm), number of leaves (45), number of branches (16), dry root weight (31.3 g), and shoot weight (38.1 g). A comparison of physiological variables, such as photosynthesis intensity (14.5 μmol m-2 s-1) and stomatal conductance rate (0.23 mol m-2 s-1), revealed that the treatment with 300 mg/l of HA added to the soil led to the highest values. Subsequently, the treatment of 50 mg l-1 of HA added to the soil and then foliar spraying with an HA solution of 300 mg l-1 showed better effects than the other treatments. Overall, increasing HA in the soil resulted in better performance than foliar spraying on the leaf surface of white mulberry seedlings. Animal manure created the lowest averages in all evaluated variables. Conclusion: The positive effects of HA on plant growth and biomass are attributed to its ability to increase water and nutrient absorption by plants, as well as its pseudo-hormonal effects on plants. Based on the results of the present study, HA application positively influenced growth characteristics, photosynthesis intensity, and biomass increase (variables such as leaf number, branch number, sapling length growth, radial growth, root growth, and aerial parts growth). Therefore, adding HA fertilizers to the soil during mulberry planting is highly recommended in urban green spaces, horticulture, and urban green belts.  </div> تبادلات گازی, توت سفید, رویش ارتفاع نهال, زیست‌توده, کمربند سبز, هیومیک اسید Biomass, Gas exchanges, Green belt, Humic acid, Seedling height increment, White mulberry 130 143 http://ifej.sanru.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-780-2&slc_lang=fa&sid=1 Davoud Kartoolinejad داود کرتولی نژاد kartooli58@gmail.com 10031947532846009807 10031947532846009807 Yes Faculty of Desert Studies, Semnan University, Semnan, Iran گروه جنگلداری مناطق خشک، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران Iman Sahebalam ایمان صاحب علم imansahebalam@gmail.com 10031947532846009808 10031947532846009808 No Faculty of Desert Studies, Semnan University, Semnan, Iran رشته علوم جنگل، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران