مجله جنگل ایران

مجله جنگل ایران

نتایج سه‌سالۀ پایش عناصر غذایی برگ درختان بلوط ایرانی (Quercus brantii Lindl.) در جنگل‌های دچار زوال

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 دانشیار پژوهش، بخش تحقیقات منابع طبیعی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان ایلام، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، ایلام، ایران
2 دانشیار پژوهش، بخش تحقیقات جنگل، مؤسسۀ تحقیقات جنگل‌ها و مراتع کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران
3 استادیار پژوهش، بخش تحقیقات کشاورزی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان ایلام، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، ایلام، ایران
4 استادیار پژوهش، بخش تحقیقات منابع طبیعی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان ایلام، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، ایلام، ایران
چکیده
مقدمه: پایش عناصر غذایی برگ درختان به‌منظور شناخت چگونگی تغییرات آنها در پاسخ فیزیولوژیک درختان به تنش‌های محیطی انجام می‌گیرد. در پژوهش پیش‌ رو وضعیت عناصر غذایی برگ درختان بلوط ایرانی (Quercus brantii Lindl.) درگیر خشکیدگی تاجی طی سال‌های 1398 تا 1400 پایش شد.
مواد و روش‌ها: دو رویشگاه در دامنه‌های شمالی و جنوبی در منطقۀ مله‌سیاه انتخاب و در هر رویشگاه پنج درخت سالم و پنج درخت درگیر خشکیدگی مشخص شد. از هر درخت 20 برگ بالغ و سالم جدا و برای اندازه‌گیری غلظت عناصر نیتروژن، فسفر، پتاسیم، کلسیم و منیزیم به آزمایشگاه منتقل شد. نمونه‌برداری برگ طی سه سال و در مردادماه انجام گرفت. در سمت جنوبی تاج هر درخت چاله‌ای حفر شد و در دو افق، نمونه‌برداری خاک برای اندازه‌گیری رطوبت انجام گرفت. نمونه‌برداری خاک طی سه سال در ماه‌های فصل رویش صورت گرفت.
یافته‌ها: نتایج نشان داد که مقدار نیتروژن برگ در سال 1398 بیشترین (48/1 درصد) و در سال 1399 کمترین (1 درصد) بود و نیز در درختان سالم بیشتر (30/1 درصد) از درختان سرخشکیده (22/1 درصد) بود. مقدار فسفر برگ در تمام سال‌های نمونه‌برداری در رویشگاه شمالی بیشتر بود. مقدار پتاسیم برگ در سال 1398 بیشترین (22/2 درصد) و در سال 1399 (58/0 درصد) کمترین بود. مقدار کلسیم و منیزیم برگ در سال 1398 بیشترین (به‌ترتیب 8/1 و 36/2 درصد) و در سال 1400 کمترین (به‌ترتیب 57/0 و 69/0 درصد) بود. مقدار کلسیم برگ در رویشگاه شمالی (29/1 درصد) بیشتر از رویشگاه جنوبی (99/0 درصد) بود. بیشترین مقدار کلسیم برگ در رویشگاه شمالی در درختان سرخشکیده (465/1 درصد) و در رویشگاه جنوبی در درختان سالم (241/1 درصد) بود. نتایج نشان داد که مقدار رطوبت خاک در تمام سال‌های نمونه‌برداری در سایت شمالی بیشتر بود. رطوبت خاک نیز با تغییرات سالیانه همراه بود که بر تغییرات مقدار عناصر برگ در سال‌های مختلف تأثیر گذاشت.
نتیجه‌گیری: با توجه به تفاوت رویشگاه‌ها از نظر مقدار رطوبت خاک، اسیدیته و شوری خاک و نیز تغییرات زمانی غلظت عناصر برگ که در واقع ناشی از تغییرات اقلیمی است، نتیجه‌گیری شد که خشکیدگی تاج درختان بلوط ایرانی با سازوکارهای فیزیولوژیکی درون آنها در جذب آب و عناصر غذایی ارتباط دارد.
کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله English

Three-year results of monitoring the leaf nutrients of Persian oak trees (Quercus brantii Lindl.) in declining forests

نویسندگان English

A Hosseini 1
M Matinizadeh 2
R Soleimani 3
Sh Asgari 4
1 Associate Prof., Research Division of Natural Resources, Ilam Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, AREEO, Ilam, Iran.
2 Associate Prof., Research Division of Forest, Research Institute of Forests and Rangelands, AREEO, Tehran, Iran.
3 Assist., Prof., Research Division of Agriculture, Ilam Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, AREEO, Ilam, Iran.
4 Assist., Prof., Research Division of Natural Resources, Ilam Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, AREEO, Ilam, Iran.
چکیده English

Introduction and Objective: Monitoring the nutrients of tree leaves is crucial for understanding their physiological responses to environmental stresses. This study monitored the status of leaf nutrients in Persian oak trees (Quercus brantii Lindl.) affected by crown dieback during the years 2019-2021.
Materials and Methods: Two sites, one northern and one southern, were selected in the Mele-Siah area. Five healthy trees and five declining trees were identified at each site. From each tree, 20 mature and healthy leaves were collected and taken to the laboratory to measure the concentration of nitrogen, phosphorus, potassium, calcium, and magnesium elements. Leaf sampling was conducted annually in August over three years. Soil sampling was also conducted during the growing season over three years, with a hole dug on the southern side of each tree crown to measure soil moisture in two horizons.
Results: The results showed that the amount of leaf nitrogen was highest (1.48%) in 2019 and lowest (1%) in 2020, and it was higher in healthy trees (1.30%) than in declining trees (1.22%). The amount of phosphorus was higher in the northern site in all years. The amount of potassium was highest (2.22%) in 2019 and lowest (0.58%) in 2020. The amounts of leaf calcium and magnesium were highest (1.8% and 2.36% respectively) in 2019 and lowest (0.57% and 0.69% respectively) in 2021. Furthermore, the amount of calcium was higher in the northern site (1.29%) than in the southern site (0.99%). The highest amount of calcium was found in declining trees (1.465%) in the northern site and in healthy trees (1.241%) in the southern site. The results also showed that soil moisture was higher in the northern site in all sampling years and was associated with annual changes, which affected the changes in leaf nutrients over different years.
Conclusion: Considering the differences in soil moisture, soil acidity, and salinity of the studied sites, as well as temporal changes in the concentration of leaf elements caused by climate changes, it can be concluded that the crown dieback of Persian oak trees is related to the physiological mechanisms involved in water and nutrient absorption.

کلیدواژه‌ها English

element analysis
oak forests
soil moisture
tree decline
Zagros
 
Allen, C.D., & Breshears, D.D. (1998). Drought-induced shift of a forest-woodland ecotone: rapid landscape to climate variation. Proceedings of the National Academy of Science, 95, 14839-14842.
Batos, B., Miletic, Z., Orlovic, S., & Miljkovic, D. (2010). Variability of nutritive macroelements in peduncalate oak (Quercus robur L.) leaves in Serbia. Genetika, 42(3), 435-453.
Bigler, C., Braker, O.U., Bugmann, H., Dobbertin, M., & Rigling, A. (2006). Drought as an Inciting Mortality Factor in Scots Pine Stands of the Valais. Switzerland. Ecosystems, 9, 330-343.
Diaz, E., & Roldan, A. (2000). Effects of reforestation techniques on the nutrient content, photosynthetic rate and stomatal conductance of Pinus halepensis seedlings under semiarid conditions. Land Degradation and Development, 11, 475– 486.
Guarın, A., & Taylor, A.H. (2005). Drought triggered tree mortality in mixed conifer forests in Yosemite National Park, California, USA. Forest Ecology and Management, 218, 229–244.
Hoseinzadeh, J., Tongo, A., Najafifar, A., & Hosseini, A. (2018). Relationship between Soil Moisture Changes and Climatic Indices in the MeleSiah Forest Site of Ilam Province. Journal of Water and Soil, 32(4), 821-830. (In Persian)
Hosseini, A., Hosseini, S.M., Rahmani, A., & Azadfar, D. (2012). Effect of tree mortality on structure of Brant's oak (Quercus brantii) forests of Ilam province of Iran. Iranian Journal of Forest and Poplar Research, 20(4), 565-577. (In Persian)
Hosseini, A. (2017). Variability of nitrogen and phosphorous in Persian oak trees and soil of dieback affected stands in Ilam. Forest and Wood Products, 70(2), 231-240. (In Persian)
Hosseini, A., Hosseini, S.M., & Linares, J.C. (2017). Site factors and stand conditions associated with Persian oak decline in Zagros mountain forests. Forest Systems, 26(3), e014
Hosseini, A., Hosseini, S.M., & Linares, J.C. (2018). Linking morphological and ecophysiological leaf traits to canopy dieback in Persian oak trees from central Zagros. Journal of Forestry Research, 30, 1755–1764.
Hosseini, A., Matinizadeh, M., Pourhashemi, M., & Asgari, Sh. (2021). Effect of slope aspect and crown dieback intensity on leaf and soil nutrient status in Persian oak stands, Quercus brantii Lindl. (Case study, Melah-Siah forests, Ilam province). Iranian Journal of Forest and Range Protection Research, 19(2), 354-367. (In Persian)
Jahanbazi, H., Iranmanesh, Y., Talebi, M., Shirmardi, H.A., Mehnatkesh, A.M., Pourhashemi, M., & Habibi, M. (2020). Effect of physiographic factors on absorption of essential nutritional elements of the leaf in Brant`s oak (Quercus brantii Lindl.) affected by decline (Case study: Helen forest, Chaharmahal & Bakhtiari province). Journal of Plant Research, 33(3), 544-553. (In Persian)
Martinez-Vilalta, J., Pinol, J., & Beven, K. (2002). A hydraulic model to predict drought-induced mortality in woody plants: an application to climate change in the Mediterranean. Ecological Modelling, 155, 127–147.
McDowell,  N.G., Pockman, W.T., & Allen, C.D. (2008). Tansley Review: mechanisms of plant survival and mortality during drought: Why do some plants survive while others succumb to drought?. New Phytologist, 178, 719-739.
Mohammadzadeh, H., Mirzaei, J., Farashiyani, M.E., Soheili, F., Woodward, S., Abdul-Hamid, H., & Naji, H.R. (2021). Variation in the Nutrient Contents of Leaves, Bark and Wood of Persian Oak Trees (Quercus brantii Lindl.) Affected by Decline. BioResources, 16(3), 4704-4715.
Morillas, L., Gallardo, A., Portillo-Estrada, M., & Covelo, F. (2012). Nutritional status of Quercus suber populations under contrasting tree dieback. Forestry, 85, 369-377.
Paoli, G.D., Curran, L.M., & Zak, D.R. (2005). Phosphorus efficiency of Bornean rain forest productivity evidence against the uni model efficiency hypothesis. Ecology, 86, 1548–1561.
Pessarakli, M., Haghighi, M., & Sheibanirad, A. (2015). Plant responses under environmental stress conditions. Advances in Plants and Agriculture Research, 2(6), 276-286.
Rebetez, M., & Dobbertin, M. (2004). Climate change may already threaten Scots pine stands in the Swiss Alps. Theoretical and Applied Climatology, 79, 1-9.
Sardans, J., & Penuelas, J. (2007). Drought changes the P and K accumulation patterns in an evergreen oak Quercus ilex Mediterranean forest. Functional Ecology, 21, 191–201.
Sardans, J., Penuelas, J., & Ogaya, R. (2008a).  Drought-Induced Changes in C and N Stoichiometry in a Quercus ilex Mediterranean Forest. Forest Science, 54(5), 513-522.
Sardans, J., Penuelas, J., & Ogaya, R. (2008b). Drought’s impact on Ca, Fe, Mg, Mo and S concentration and accumulation patterns in the plants and soil of a Mediterranean evergreen Quercus ilex forest. Biogeochemistry, 87, 49–69.
Setayeshmehr, Z., & Ganjali, A. (2013). Effects of water stress on growth and physiological characteristics Anethum graveolens L. Journal of Horticultural Science, 27(1), 27-35. (In Persian)
Stephenson, N.L. (1990). Climatic control of vegetation distribution: the role of water balance. American Nature, 135, 649-670.
Townsend, A.R., Cleveland, C.C., Gregory, P.A., & Bustamante, M.M.C. (2007). Controls over foliar N: P ratios in tropical rain forest. Ecology, 88, 107 – 118.
Zarafshar, M., Matinizadeh, M., Negahdarsaber, M.R., Pourhashemi, M., Bordbar, S.K., & Ziaeian, M.R. (2021). Soil characteristics and leaf nutrients of healthy and declined Brant`s oak (Quercus brantii Lindl.). Iranian Journal of Forest and Poplar Research, 29(2), 140-152. (In Persian)

  • تاریخ دریافت 20 دی 1401
  • تاریخ بازنگری 23 فروردین 1401
  • تاریخ پذیرش 17 خرداد 1402