تاثیر میزان سلولز و لیگنین بر مقاومت کششی ریشه گونه های درختی (مطالعه موردی: جنگل دارابکلا- شمال ایران)

مقدمه و هدف: ریشه گیاهان یکی از مهمترین مصالح زنده جهت تثبیت و تسلیح خاک دامنه ها و شیروانی های جاده های جنگلی می باشد. این مطالعه به منظور بررسی مقاومت کششی ریشه گونه های درختی با توجه به تغییرات میزان لیگنین، سلولز و مواد استخراجی از ریشه انجام شد. مواد و روش‌ها: این مطالعه در جنگل دارابکلا استان مازندران انجام شد. برای تعیین مقاومت کششی ریشه درختان، نمونه های ریشه از درختان راش، ممرز، توسکا، آزاد، انجیلی و بلوط بلندمازو به روش حفر چاله جمع آوری و آزمایش مقاومت کششی با استفاده از دستگاه اینسترون برای آنها انجام شد. همچنین میزان لیگنین، سلولز، خاکستر و مواد استخراجی برای ریشه گونه های مختلف درختی با استفاده از تجزیه شیمیایی اندازه گیری شد. به منظور مقایسه مقاومت کششی ریشه های گونه های درختی از تجزیه واریانس یک طرفه استفاده شد. همچنین از تحلیل چند متغیره تشخیص برای تعیین معنی‌داری و طبقه بندی گونه ها بر اساس مقادیر سلولز، لیگنین، خاکستر و مواد مستخرجی استفاده شد. یافته‌ها: بیشترین مقاومت کششی برای گونه بلوط (mpa70/1) و انجیلی ( mpa 60/1) و کمترین مقاومت کششی برای گونه های توسکا ( mpa 41/2) و راش( mpa45/3) ثبت شد. نتایج نشان داد در گونه های راش، توسکا و انجیلی میزان لیگنین بالا تر از میزان سلولز اندازه گیری شده است. درحالی که در گونه آزاد سلولز بیشترین سهم را دارد. در گونه راش و توسکا که مقادیر لیگنین آنها بیشتر است، میانگین مقاومت کششی اندازه گیری شده از سایر گونه ها کمتر و برای گونه بلوط و ممرز که مقادیر سلولز آنها بیشتر ثبت شد، مقاومت کششی بیش از سایر گونه ها می باشد. نتایج تحلیل تشخیص نشان می دهد سه گروه با درصد انطباق پذیری بالا توسکاراش، ممرزآزاد و انجیلیبلوط تشکیل شده است که با توجه به نتایج آزمایش های مقاومت کششی و تجزیه شیمایی ریشه وضعیت تقریباً مشابهی دارند. نتیجه‌گیری: با توجه به نتایج این مطالعه بررسی میزان لیگنین و سلولز ریشه گونه های مختلف و همچنین توجه به تحلیل تشخیص و گروه بندی گونه ها با در نظر گرفتن چند عامل می تواند به محققان در تصمیم گیری برای انتخاب گونه مناسب پروژه های زیست مهندسی کمک زیادی نماید.

The Effect of Cellulose and Lignin Content on Tensile Strength of Tree Species

Extended AbstractIntroduction and Objective: The root of trees is one of the most important living materials for stabilizing and reinforcing the cut and fill slopes of forest road. This study was conducted to investigate the tensile strength of tree species according to changes in lignin, cellulose and root extracts content.Material and Methods: Darabkola forest in the southeast of SariIran was selected for this study. To determine the tensile strength of tree roots, root samples from tress including the beech, hornbeam, alder, Zelkova carpinifolia, Persian Ironwood and oak were collected by soil profile trenching method and then the test of tensile strength was performed. The amount of lignin, cellulose and ash for the roots of different tree species was also measured in the laboratory. Oneway anova was used to compare the means of roots tensile strength and also multivariate analysis was used to classification of species based on cellulose, lignin, ash and other extracts content. Results: The results showed that in beech, alder and Persian Ironwood, the measured rates of lignin were higher than cellulose levels. While in the Zelkova carpinifolia, the amount of cellulose was higher than others parameters, in beech and alder species (with higher lignin rate) the means of tensile strength was recorded less than other species, and for oak and hornbeam with higher cellulose levels, tensile strength was recorded higher than other species. The results of multivariate analysis based on tensile strength and numerical values of root decomposition showed three groups with high adaptability percentage (alderbeech, hornbeamZelkova carpinifolia and Persian Ironwoodoak).Conclusion: According to the results, investigating the amount of lignin and cellulose in roots of different species as well as discriminant analysis with consideration of different factors can be a scientific method to select best species for soil bioengineering projects.