بررسی پاسخ ژنوتیپ های برنج به سطوح مختلف نیتروژن محلول غذایی در شرایط غلظت معمولی و غنی شده دی اکسید کربن

برنج نقش مهمی در تغذیه نیمی از مردم جهان که بیشتر آنها در کشورهای در حال توسعه از جمله ایران زندگی می کنند، دارد. این محصول یک سوم سطح زیرکشت غلات دنیا را اشغال کرده است و 35 تا 60 درصد کالری مورد نیاز 7/2 میلیارد نفر از جمعیت جهان را تامین می کند. براساس گزارش مجمع بین دول تغییراقلیم، تا پایان قرن 21 غلظت دی اکسید کربن جو به 700 میکرومول در مول خواهد رسید. تحقیقات مختلف نشان داده است که پاسخ برنج به افزایش غلظت دی اکسید کربن وابسته به برهمکنش دی اکسید کربن با ژنوتیپ و کود نیتروژن است. بنابراین در این تحقیق ابتدا آزمایشی جهت ارزیابی 28 ژنوتیپ برنج منتخب اصلاحی شمال، محلی شمال و مرکزی ایران در دو سطح نیتروژن شامل 85/2 (غلظت نیتروژن محلول یوشیدا) و 42/1 (نصف غلظت نیتروژن محلول یوشیدا) میلی مولار از منبع آمونیوم نیترات به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی اجرا گردید. در این آزمایش تعداد پنجه، سطح برگ، شاخص سبزینگی، ارتفاع گیاه، طول ریشه و وزن خشک ریشه، اندام هوایی و کل، به طور معنی داری تحت تاثیر ژنوتیپ، غلظت نیتروژن محلول غذایی و نیز برهمکنش بین آنها قرار گرفت. تنوع ژنتیکی قابل توجهی از نظر پاسخ به غلظت کاهش یافته نیتروژن محلول غذایی در بین ژنوتیپ ها مشاهده شد. در بین ارقام اصلاح شده شمال، بالاترین کارایی نیتروژن به ارقام فجر و خزر و کمترین آن به ارقام نعمت و شیرودی تعلق داشت. در حالی که در بین ارقام محلی شمال ارقام حسنی و کاظمی بیشترین و ارقام طارم منطقه و اهلمی طارم کمترین کارایی نیتروژن را به خود اختصاص دادند. ارقام زاینده رود و لاین 2 فیروزان نیز کمترین و بیشترین کارایی را در بین ارقام مرکزی دارا بودند. در آزمایش دوم چهار ژنوتیپ انتخاب شده بر اساس نتایج آزمایش اول (فجر، حسنی، شیرودی و طارم منطقه) در چهار سطح غلظت نیتروژن محلول غذایی شامل 712/0، 42/1، 85/2 (شاهد) و 79/3 میلی مولار از منبع آمونیم نیترات محلول یوشیدا و در دو محیط با غلظت معمول (حدود 360 میکرومول) و غنی شده (حدود 700 میکرومول برمول) دی اکسیدکربن هوا به صورت آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار ارزیابی شدند. در آزمایش دوم برداشت گیاهان در طی دو مرحله انجام گرفت. در برداشت اول 30 روز بعد از اعمال تیمار، افزایش غلظت دی اکسید کربن باعث افزایش غلظت کلروفیل، سطح برگ و سهم ریشه از وزن خشک کل شد. برهمکنش اثر دی اکسید کربن و ژنوتیپ بر وزن خشک اندام هوایی، غلظت کلروفیل و غلظت کاروتنوئید معنی دار بود. وزن خشک اندام هوایی در ژنوتیپ های شیرودی، حسنی و فجر افزایش یافت، گرچه افزایش وزن خشک اندام هوایی ژنوتیپ فجر از لحاظ آماری معنی دار نبود. در حالی که ژنوتیپ طارم منطقه کاهش معنی داری در وزن خشک اندام هوایی نشان داد. در برداشت دوم 60 روز بعد از اعمال تیمار، افزایش غلظت دی اکسید کربن باعث کاهش سطح برگ، غلظت و محتوای نیتروژن اندام هوایی و باعث افزایش کارایی مصرف نیتروژن و غلظت نیتروژن ریشه شد که با افزایش نسبت غلظت نیتروژن ریشه به اندام هوایی همراه بود. اثر برهمکنش غلظت دی اکسید کربن و ژنوتیپ نشان داد که کاهش سطح برگ در اثر افزایش غلظت دی اکسید کربن فقط در ژنوتیپ های شیرودی و طارم منطقه معنیدار بود. همچنین، در اثر افزایش غلظت دی اکسید کربن غلظت کلروفیل در ژنوتیپ های حسنی و فجر افزایش و در ژنوتیپ های طارم و شیرودی کاهش یافت. بیشترین کارایی مصرف نیتروژن به رقم فجر تعلق داشت. در برداشت دوم وزن خشک گیاه تحت تاثیر افزایش غلظت دی اکسید کربن قرار نگرفت. همبستگی بین وزن خشک اندام هوایی با غلظت نیتروژن اندام هوایی مثبت ولی با کارایی مصرف نیتروژن منفی بود. از تنوع ژنتیکی مشاهده شده در بین ارقام برنج از نظر پاسخ به سطوح مختلف نیتروژن و دی اکسید کربن می توان در برنامه های اصلاحی جهت افزایش تولید نظام های زراعی متاثر از تغییر اقلیم بهره برداری کرد.