تاثیر قارچ‌ مایکوریزا بر ویژگی‌های فیزیولوژیکی و زی‌توده ریشه نهال‌های پالونیا (paulownia fortunei) در تنش خشکی

سابقه و هدف: پالونیا به عنوان یکی از درختان تند‌رشد به منظور تولید چوب به شمار می‌رود. از آنجا که گسترش جنگل‌کاری‌ها در مناطق خشک و نیمه خشک با محدویت آب رو‌برو بوده و تنش خشکی از عوامل محدودکننده گسترش و استقرار جنگل‌کاری‌ها به‌شمار می‌رود، استفاده از روش‌های نوین در کاهش مصرف آب برای آبیاری درختان اهمیت فراوانی دارد. یکی از این روش‌ها، بهره‌گیری از همزیستی قارچ‌های مایکوریزا با ریشه گیاهان است که از یک سو سبب صرفه‌جویی در مصرف آب و از سوی دیگر باعث افزایش موفقیت استقرار درختان می‌شود. بنابراین پژوهش کنونی با هدف بررسی اثر مایه‌کوبی قارچ‌های مایکوریزا-آربسکولار بر برخی ویژگی‌های فیزیولوژیک و زی‌توده ریشه نهال‌ پالونیا، تحت تنش ‌خشکی انجام شد. مواد و روش‌ها: این آزمایش در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار و دو فاکتور شامل تنش‌خشکی در چهار سطح (80،60،40 و 100 درصد ظرفیت زراعی) و قارچ مایکوریزا (در دو سطح با مایکوریزا و بدون مایکوریزا) اجرا شد. مایه‌کوبی مایکوریزا بصورت بذرمال قبل از کشت انجام شد. در این آزمایش ویژگی‌های وزن تر و خشک ریشه، نشت الکترولیت، شاخص سبزینگی، تبادل گازهای فتوسنتزی شامل (نرخ خالص فتوسنتز، غلظت co2 بین سلولی، سرعت تعرق و هدایت روزنه‌ای) و دمای برگ اندازه‌گیری شد. برای مقایسه پاسخ نهال‌های مایه‌کوبی شده با قارچ‌های مایکوریزا با نمونه‌های مایه‌کوبی نشده تحت تنش خشکی، پس از بررسی توزیع نرمال داده‌ها از آنالیز واریانس دو طرفه استفاده شد. یافته‌ها: یافته‌های این آزمایش نشان داد که اثر برهم‌کنش تنش خشکی و قارچ مایکوریزا برای صفات نرخ خالص فتوسنتز، هدایت روزنه‌ای، سرعت تعرق و وزن خشک ریشه معنی‌دار بود. اثر ساده قارچ مایکوریزا بر شاخص سبزینگی و وزن تر ریشه معنی‌دار بود. همچنین اثر ساده تنش خشکی بر صفات نشت الکترولیت، غلظت co2 بین سلولی، وزن تر ریشه، دمای برگ معنی‌دار بود. نرخ خالص فتوسنتز در تیمار با مایکوریزا در سطح بدون تنش نسبت به مقدار آن در تیمار بدون مایکوریزا در سطح تنش شدید حدود 4 برابر افزایش داشت. همچنین، مقدار هدایت روزنه‌ای در تیمار با مایکوریزا در سطح بدون تنش نسبت به مقدار آن در تیمار بدون مایکوریزا در سطح تنش شدید حدود 10 برابر افزایش نشان داد. سرعت تعرق نیز در تیمار با مایکوریزا در سطح بدون تنش نسبت به تیمار بدون مایکوریزا در سطح تنش شدید حدود 6 برابر افزایش نشان داد. وزن خشک ریشه در تیمار با مایکوریزا در سطح بدون تنش نسبت به مقدار آن در تیمار بدون مایکوریزا در سطح تنش شدید حدود 3.5 برابر بیشتر بود. ولی مقدار نشت الکترولیت در تیمار بدون مایکوریزا نسبت به مقدار آن در تیمار با مایکوریزا حدود 7 درصد افزایش نشان داد. به علاوه، شاخص سبزینگی در تیمار بدون مایکوریزا حدود 8 درصد کمتر از مقدار آن در تیمار با مایکوریزا بود. غلظت دی‌اکسیدکربن بین ‌سلولی نیز در تیمار با مایکوریزا نسبت به مقدار آن در تیمار بدون مایکوریزا حدود 13درصد افزایش نشان داد. یافته‌های این آزمایش نشان داد که ویژگی‌های فیزیولوژیک همچون نرخ خالص فتوسنتز، هدایت روزنه‌ای، غلظت co2 بین سلولی، سرعت تعرق، دمای برگ و شاخص سبزینگی در تمام سطوح تنش خشکی افزایش یافت اما نشت الکترولیت بصورت معنی‌داری در همه سطوح تنش کاهش یافت. نتیجه‌گیری: به نظر می‌رسد که کاربرد قارچ میکوریزا نقش موثری در تبادل گازهای فتوسنتزی و پایداری غشا و در نهایت افزایش مقاومت و زنده‌مانی نهال پالونیا فوروتونی در تنش خشکی ایفا می‌کند. بنابراین کاربرد مایکوریزا در جنگل‌کاری‌ با این گونه در مناطق خشک، پیشنهاد شود.

the effect of mycorrhizal fungi inoculation on physiological characteristics and root mass of paulownia fortunei seedlings under drought stress

background and objectives: paulownia species is one of the trees introduced for wood production. developing afforestation in arid and semi-arid areas presents a challenge due to limited water resources. drought stress is a significant obstacle to the growth and establishment of plantations, making it crucial to implement innovative methods and techniques to reduce water usage for tree irrigation. using mycorrhizal fungi to coexist with plants saves water consumption and increases tree establishment success. the study aimed to investigate the impact of arbuscular mycorrhiza fungi on the physiological characteristics and root mass of paulownia fortunei seedlings under drought stress. materials and methods: the experiment followed a completely randomized design with two factors and three replications. these factors were drought stress at four levels (80%, 60%, 40%, and 100% of crop capacity) and mycorrhizal fungi at two levels (with and without mycorrhiza). this experiment took measurements for root wet and dry weight, electrolyte leakage, greenness index, photosynthetic gas exchange (including net rate of photosynthesis, intercellular co2 concentration, transpiration rate, and stomatal conductance), and leaf temperature. two-way analysis of variance was performed after confirming the normal distribution of data to compare the response of mycorrhizal fungi-inoculated seedlings with those not inoculated under drought stress. results: the net rate of photosynthesis in the treatment with mycorrhiza at the non-stress level was about 4 times higher than its value in the treatment without mycorrhiza at the severe stress level. also, the amount of stomatal conductance in the treatment with mycorrhiza at the non-stress level showed an increase of about 10 times compared to its value in the treatment without mycorrhiza at the severe stress level. the rate of transpiration was also showed an increase of about 6 times in the treatment with mycorrhiza in the non-stress level compared to the treatment without mycorrhiza in the severe stress level. the dry weight of the root in the treatment with mycorrhiza at the non-stress level was about 3.5 times higher than its value in the treatment without mycorrhiza at the severe stress level. but the amount of electrolyte leakage in the treatment without mycorrhiza showed an increase of about 7% compared to the amount in the treatment with mycorrhiza. in addition, the greenness index in the treatment without mycorrhiza was about 8% lower than its value in the treatment with mycorrhiza. the concentration of intercellular carbon dioxide also showed an increase of about 13% in the treatment with mycorrhiza compared to its value in the treatment without mycorrhiza.conclusion: it was concluded that the application of mycorrhizal fungi plays an effective role in photosynthetic gas exchange and membrane stability, ultimately increasing the resistance and survival of paulownia fortunei seedlings in drought stress. therefore, the use of mycorrhiza in afforestation with this species in dry areas should be suggested.