برآورد سطح برگ گونه‌های درختی شاخص قطعة خزر باغ گیاه‌شناسی ملی ایران به‌روش غیرتخریبی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش آموختة کارشناسی ارشد جنگلداری، دانشگاه آزاد اسلامی واحد لاهیجان

2 استادیار پژوهش، بخش تحقیقات گیاهشناسی، مؤسسه تحقیقات جنگلها و مراتع کشور

3 استادیار گروه جنگلداری، دانشگاه آزاد اسلامی واحد لاهیجان

4 دانشیار پژوهش، بخش تحقیقات جنگل، مؤسسه تحقیقات جنگلها و مراتع

چکیده

سطح برگ یکی از مهم‌ترین ویژگی­های گیاهان است که ارتباط مستقیم با متغیرهای اکولوژیکی و فیزیولوژیکی گیاه مانند شاخص سطح برگ، جذب نور، تبخیر و تعرق، فتوسنتز و رشد دارد، از اینرو محاسبة آن فوق­العاده حائز اهمیت است. در این پژوهش سعی شد با استفاده از یک روش غیرتخریبی (محاسبة مدل­های سادة رگرسیونی) و با اندازه­گیری متغیرهای کمی برگ شامل طول و پهنا و ترکیب این دو متغیر، سطح برگ 7 گونة درختی شاخص قطعة خزر باغ گیاه­شناسی ملی ایران به­نام­های بلندمازو (Quercus castaneifolia)، ممرز (Carpinus betulus)، توسکای ییلاقی (Alnus subcordata)، آزاد (Zelkova carpinifolia)، نمدار (Tilia platyphyllos)، پلت (Acer velutinum) و شیردار (Acer cappadocicum) برآورد شود. برای این منظور از هر گونه حداقل 10 پایه انتخاب و به­طور تصادفی 200 برگ از قسمت‌های مختلف تاج آنها جمع­آوری شد. در آزمایشگاه طول و پهنای برگ­ها با استفاده از خط­کش میلی­متری و همچنین سطح آنها با استفاده از دستگاه سطح­برگ­سنج اندازه­گیری شد. پس از برازش مدل­های مختلف رگرسیونی و تحلیل آماری مدل­ها، برای هر گونه بهترین مدل برآورد سطح برگ ارائه شد. نتایج نشان داد که میانگین متغیرهای طول، پهنا و سطح برگ بین گونه­های مورد مطالعه اختلاف معنی­دار آماری دارند. همچنین مشخص شد که در گونه­های بلندمازو، آزاد و شیردار، مدل‌های بدست­آمده برمبنای متغیر مستقل ترکیبی (لگاریتم طول+لگاریتم پهنای برگ) و در گونه­های ممرز، توسکا، نمدار و پلت، مدل­های بدست­آمده برمبنای متغیر مستقل ترکیبی (لگاریتم طول×لگاریتم پهنای برگ) نتایج بهتری را بهمراه دارند. در تمام گونه­ها مدل­های نمایی و توانی به­عنوان مناسب­ترین مدل­ها انتخاب شدند.  

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Non-destructive leaf area estimation of indicator tree species of Hyrcanian collection, National Botanical Garden of Iran

نویسندگان [English]

  • Zahra Nowghani 1
  • Leila Koohi 1
  • Parisa Panahi 2
  • Yoosef Torabian 3
  • Mehdi Poorhashemi 4
  • Armin Hashemi 3

1 M. Sc. Forestry, Islamic Azad University of Lahijan

2 Assistant Professor, Botany Research Division, Research Institute of Forests & Rangelands

3 Assistant Professor, Department of Forestry, Islamic Azad University of Lahijan

4 Associate Professor, Forest Research Division, Research Institute of Forests & Rangelands

چکیده [English]

Leaf area, as one of the most important characters of plants, has direct relation with physiological and ecological activities such as photosynthisis, evapotranspiration, light absorption, leaf area index and growth. This research was carried out in hyrcanian collection of National Botanical Garden of Iran on seven tree species; Quercus castaneifolia, Carpinus betulus, Alnus subcordata, Zelkova carpinifolia, Tilia platyphyllos, Acer velutinum and A. cappadocicum. The aim of this research was to calculate the best regression models (non-destructive sampling method) for estimation of leaf area of studied taxa by quantitative variables of leaf. At first, 10 sample trees were selected from each species and 200 leaves were gathered randomly from different sections of sample tree crowns. Leaf length (LL) and leaf width (LW) were measured by rule and leaf area (LA) was measured by leaf area meter (LAM) in Laboratory. Different regression models were tested and the best model was proposed for each species. The results showed that the mean of quantitative variables of leaf had significant differences among studied species. Totally, the best regression models were calculated based on compound variables. The Log LL+ Log LW variable was the most effective variable to predict leaf area in Q. castaneifolia, Z. carpinifolia and A. cappadocicum with correlation coefficient of 0.86, 0.91 and 0.9, respectively. Besides, the Log LL× Log LW variable was the best variable to predict leaf area in other species with good correlation coefficients. Finally, Power and Exponential regression models had the best results. 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Hyrcanian collection
  • leaf area meter
  • leaf length
  • leaf width
  • regression model
- پناهی، پ. و پورهاشمی، م. (1390). تغییرات رویش گونة توسکای ییلاقی (Alnus subcordata) طی سه دهه در قطعة خزر باغ گیاه‌شناسی ملی ایران. نشریة جنگل و فرآورده‌های چوب (مجلة منابع طبیعی ایران)، 64(1): 14-1.
- پناهی، پ.، پورهاشمی، م. و حسنی‌نژاد، م. (1390). برآورد زیتوده و ذخیرة کربن برگ گونة بنه در باغ گیاه‌شناسی ملی ایران. مجلة جنگل ایران، 3(1): 12-1.
- پناهی، پ.، جم‌زاد، ز. و پورهاشمی، م. (1388). بررسی امکان تولید بذر گونه‌های بلوط جنگل‌های زاگرس و ویژگی‌های کیفی آنها در قطعة زاگرس باغ گیاه‌شناسی ملی ایران. نشریة جنگل و فرآورده‌های چوب (مجلة منابع طبیعی ایران)، 62(1): 58-45.
- پناهی، پ.، جم‌زاد، ز.، پورهاشمی، م.، حسنی‌نژاد، م. و احسانی، م. (1386). بررسی کمی و کیفی قطعة خزر باغ گیاه‌شناسی ملی ایران در راستای مدیریت بهینة آن. گزارش نهایی طرح تحقیقاتی مؤسسة تحقیقات جنگل‌ها و مراتع کشور، 78 صفحه.
- پورهاشمی، م.، اسکندری، س.، دهقانی، م.، نجفی، ت.، اسدی، ا.، و پناهی، پ. (1390). زی‌توده و شاخص سطح برگ داغداغان در جنگل شهری تایلة سنندج. فصلنامة تحقیقات جنگل و صنوبر ایران، 19(2):620-609.
- خسروی، ش. (1389). توان تولید و زیست‌تودة برگ و شاخة وی‌ول (Q. libani) در جنگل‌های زاگرس شمالی. پایان‌نامة کارشناسی ارشد جنگلداری. دانشکدة منابع طبیعی دانشگاه تهران، 69 صفحه.
- Blanco F.F. and Folegatti, M.V. (2005) Estimation of leaf area for greenhouse cucumber by linear measurements under salinity and grafting. Agricultural Engineering 62(4): 305-309.
- Cristofori, V., Fallovo, C., Mendoza-de Gyves, E., Rivera, C.M., Bignami, C. and Rouphael, Y. (2008) Non-destructive, analogue model for leaf area estimationin in Persimmon (Diospyros kaki L.f.) based on leaf length and width measurement. European Journal of Horticulture Science 73(5): 216-221.
- Cristofori, V., Rouphael, Y., Mendoza-de Gyves, E. and Bignami, C. (2007) A simple model for estimating leaf area of hazelnut from linear measurements. Scientia Horticulturae 113: 221-225.
- Daughtry, C. (1990) Direct measurements of canopy structure. Remote Sensing Reviews 5: 45-60.
- Demirsoy, H. and Demirsoy, L. (2003) A validated leaf area prediction model for some cherry cultivars in Turkey, Pakistan Journal of Botany 35(3): 361-367.
- Demirsoy, H., Demirsoy, L., Uzun, S. and Ersoy, B. (2004) Non-destructive leaf area estimation in Peach. European Journal of Horticulture Sciences 69(4):144-146.
- Demirsoy, H. (2009) Leaf area estimation in some species of fruit tree by using models as a non-destructive method. Fruits Journal 64(1): 45-51.
- Diao, J., Lei, X., Hong, L. and Rong, J. (2009) Estimating single leaf area of Eucalyptus (Eucalyptus grandis × Eucalyptus urophylla) using leaf length and width. Plant Growth Modeling and Applications 53-57.
- Eftekhari, M., Kamkar, B. and Alizadeh, M. (2011) Prediction of leaf area in some Iranian table grape (Vitis vinifera L.) cuttings by a non-destructive and simple method. Science Research Reporter 1(3):115-121.
- Fallovo, C., Cristofori, V., Mendoza de-Gyves, E., Mario Rivera, C., Rea, R. and Fanasca, S. (2008) Leaf area estimation model for small fruits from linear measurements. Hortsience 43 (7): 2263–2267.
- Harper, J.L. (1977) Population biology of plants. Academic Press, Oxford, UK.
- Karimi, S., Tavallali, V., Rahemi, M., Rostami, A.A. and Vaezpour, M. (2009) Estimation of leaf growth on the basis of measurements of leaf lengths and widths, choosing Pistachio seedlings as model. Autralian Journal of Basic and Applied Sciences 3(2): 1070-1075.
- Mendoza-de Gyves, E., Cristofori, V., Fallovo, C., Rouphael, Y. and Bignami, C. (2008) Accurate and rapid technique for leaf area measurement in medlar (Mespilus germanica L.). Advances in Horticultural Science 22(3): 223-226.
- Mendoza-de Gyves, E., Rouphael, Y., Cristofori, V. and Mira, F.R. (2006) A non-destructive, simple and accurate model for estimating the individual leaf area of kiwi (Actinidia deliciosa). Fruits 62: 171-176.
- Montero, F.J., de Juan, J.A., Cuesta, A. and Brasa, A. (2000) Nondestructive methods to estimate leaf area in Vitis vinifera L. Horticulture Science 35(4):696-698.
- NeSmith, D.S. (1991) Nondestructive leaf area estimation of Rabbiteye Blueberries. Hortscience 26(10), pp.1332.
- Nyakwende, E., Paull, C.J. and Atherton, J.G. (1997) Non-destructive determination of leaf area in Tomato plants using image processing. Journal of Horticultural Sciences 72: 225-262.
- Olfati, J.A., Peyvast, Gh., Shabani, H.A. and Nosratie-Rad, Z. (2010) An estimation of individual leaf area in Cabbage and Broccoli using non-destructive methods. Journal of Agricultural Sciences Technology 12: 627-632
- Posse, R.P., de Sousa, E.F., Bernardo, S., Pereira, M.G. and Gottardo, R.D. (2009) Total Leaf area of Papaya trees estimated by a nondestructive method. Scientia Agricola 66(4): 462-466.
- Ranjbar, A. and Damme, P.van. (1999) Estimation of leaf area by non-destructive methods in three Iranian pistachio species (Pistacia mutica subsp. cabulica, Pistacia khinjuk subsp. oblonga and Pistacia khinjuk subsp. populifolia). Mededelingen, Faculteit Landbouwkundige en Toegepaste Biologische Wetenschappen Universiteit Gent 64(2): 49-56.
- Serdar, U. and Demirsoy, H. (2006) Non-destructive leaf area estimation in chestnut. Scientia Horticulturae 108: 227-230.
- Sestak, Z., Catsky, J. and Jarvis, P.G. (1971) Assessment of leaf area and other assimilating plant surfaces. Plant Photosynthetic Production, Manual of Methods, pp. 517–555.
- Tieszen, L. L. (1982) Biomass accumulation and primary production in techniques in bio-productivity and photosynthesis. Pergamon Press, Oxford, UK, pp. 16-19.
- Tsialtas J.T., Koundouras, S. and Zioziou, E. (2008) Leaf area estimation by simple measurements and evaluation of leaf area prediction models in Cabernet-Sauvignon grapevine leaves. Photosynthetica 46(3): 452-456.
- Uzun, S. and Çelik, H. (1999) Leaf area prediction models for different horticultural plants. Tropical Journal and Agricultural Forest 23: 645-650.
- Williams III, L. and Martinson, T.E. (2003) Nondestructive leaf area estimation of ‘Niagara and ‘DeChaunac’ grapevines. Scientia Horticulturae 98: 493-498.