بررسی پاسخ ژنوتیپ های برنج به افزایش سطح کلرید سدیم محلول غذایی در شرایط غلظت معمول و غنی شده دی اکسید کربن هوا
چکیده
برنج نقش مهمی در تغذیه نیمی از مردم جهان که بیشتر آنها در کشورهای در حال توسعه مانند ایران زندگی می کنند، دارد. این محصول یک سوم سطح زیر کشت 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. از سوی دیگر شوری یکی از مشکلات عمده کشاورزی ایران می باشد و ارائه راهکارهای مناسب برای زراعت در شرایط شور نیاز به توجه بیشتری دارد. همچنین، در حال حاضر غلظت کربن دی اکسید جو به سطح 381 میکرومول بر مول رسیده و پیش بینی می شود تا سال 1479 به بیش از 700 میکرومول بر مول برسد. لذا، این مطالعه به منظور ارزیابی حساسیت ارقام برنج بومی و اصلاح شده ایرانی به تنش شوری و بررسی پاسخ ارقام متحمل و حساس به افزایش غلظت دی اکسید کربن محیط در قالب دو آزمایش جداگانه تحت شرایط گلخانه در دانشکده کشاورزی دانشگاه صنعتی اصفهان در سال 1392 به اجرا درآمد. در آزمایش اول، 27 رقم برنج ایرانی (در سه گروه ارقام محلی شمال، اصلاح شده شمال و مرکزی ایران) در دو سطح شوری (صفر و 100 میلی مولار کلرید سدیم در محلول غذایی یوشیدا) ارزیابی شدند. در آزمایش دوم، چهار رقم با حساسیت متفاوت به شوری ( ندا، دیلمانی، شیرودی و دم سرخ) در چهار سطح شوری (صفر، 30، 60، 90 میلی مولار کلرید سدیم) و دو محیط با غلظت معمول (حدود 360 میکرومول) و غنی شده (حدود 700 میکرومول برمول) دی اکسیدکربن هوا مورد مطالعه قرار گرفتند. هر دو آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار اجرا شد. در آزمایش اول سطح برگ، طول ریشه، حجم ریشه و وزن خشک کل گیاه در اثر شوری 100 میلی مولار کاهش معنی-داری یافت و میزان کاهش در ارقام مختلف متفاوت بود. وزن خشک کل گیاه بطور میانگین در ارقام محلی شمال، اصلاح شده شمال و مرکزی ایران در شرایط غیر شور به ترتیب 94/0، 09/1، 38/1 گرم در هر بوته بود، که در اثر شوری به ترتیب 45، 49 و 57 درصد کاهش یافت. بر اساس میزان کاهش وزن خشک گیاه در شرایط شور، در بین ارقام محلی شمال ارقام دیلمانی و دم سرخ و در بین ارقام اصلاح شده شمال ارقام ندا و شیرودی به ترتیب متحمل ترین و حساس ترین ارقام به تنش شوری بودند. در بین ارقام مرکزی کشور نیز رقم جوزان تحمل بالاتری نسبت به ارقام زاینده رود و سازندگی نشان داد. در آزمایش دوم که برداشت گیاهان طی دو مرحله (21 و 46 روز پس از اعمال تیمارها) صورت گرفت، در اثر شوری ارتفاع گیاه، طول ریشه، سطح برگ، وزن خشک اندام هوایی، غلظت پتاسیم در اندام هوایی و ریشه کاهش ولی غلظت پرولین، مالون دی آلدهید، سدیم در ریشه و اندام هوایی، نسبت سدیم به پتاسیم در اندام هوایی و ریشه افزایش یافت. غلظت کلروفیلa و b، کارتنوئید و کربو هیدرات های محلول بسته به رقم، سطح شوری و غلظت دی اکسید کربن هوا در اثر شوری افزایش و یا کاهش نشان داد. میزان کاهش وزن خشک گیاهان در شرایط شور در برداشت دوم بیشتر بود. با افزایش غلظت دی اکسید کربن محیط وزن خشک گیاه در برداشت اول در هر چهار رقم مورد مطالعه افزایش یافت و بیشترین افزایش مربوط به رقم ندا بود. درحالی که در برداشت دوم افزایش وزن خشک اندام هوایی در اثر غنی سازی غلظت دی اکسید کربن فقط در ارقام ندا و دیلمانی مشاهده گردید. افزایش غلظت دی اکسید کربن موجب تعدیل اثرات شوری بر وزن خشک گیاه در رقم شیرودی گردید ولی در ارقام دیلمانی و دم سرخ اثرات منفی تنش شوری را کاهش نداد. نتایج این آزمایش نشان داد که تاثیر افزایش غلظت دی اکسید کربن محیط بر رشد گیاه برنج و واکنش این گیاه به تنش شوری به سطح شوری، رقم مورد مطالعه و مرحله رشد گیاه بستگی دارد.