Skip to main content
SUPERVISOR
Parviz Ehsanzadeh,Hamid Reza Eshghizadeh Samani,Morteza Zahedi
پرویز احسان زاده (استاد مشاور) حمیدرضا عشقی زاده سامانی (استاد راهنما) مرتضی زاهدی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Saeed Takhti
سعید تختی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1391

TITLE

Evaluation of the Response of Rice Genotypes to Different Levels of Nitrogen in the Nutrient Solution Grown under Ambient and Enriched Air CO2
Rice plays an important role in feeding half of the world's population, most of which are living in developing countries, including Iran. This crop occupies one third of the agricultural lands dedicated to cereal production and provides 35–60 percent of the calories consumed by 2.7 billion people. According to the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), CO 2 concentration in the atmosphere is expected to reach 700 µM M -1 by the end of the 21st century. Various researches have shown that the response of rice to increasing CO 2 in the atmosphere depends on the used cultivar and supply of nitrogen fertilizer. Therefore, the first experiment of this study evaluated the responses of 28 rice genotypes belonging to three varietal groups (local and improved genotypes from north and genotypes from the center of Iran) to two levels of nitrogen (2.85 and 1.42 mM N- ammonium nitrate in Yoshida’s nutrient solution). Treatments were arranged as factorial experiment in a completely randomized design. The results showed that tiller numbers, leaf area, SPAD index, shoot and root dry weight, plant total dry weight, plant height, and root length were significantly affected by genotype, N concentration and the interaction between genotype and N concentration. Considerable variation was observed among genotypes in response to the reduced N concentration in the nutrient solution. َAmong improved genotypes from north, Fajr and Khazar had the highest and Nemat and Shirudi had the lowest nitrogen use efficiency (NUE). While, among local genotypes from north, the highest NUE belonged to Hassani and Kazemi and the lowest NUE belonged to Tarom-Mantaghe and Ahlami-Tarom cultivars. Also, the highest and lowest NUE were achieved for Line 2- Firozan and Zayanderood among genotypes that are cultivated in the center of Iran. In the second experiment, the responses of four rice genotypes (Shirudi, Fajr, TaromMantaghe and Hasseni, chosen based on the results of the first experiment) were investigated to four levels of nitrogen (0.712, 1.42, 2.85, 3.79 mM of ammonium nitrate in the Yoshida nutrient solution) and two levels of air carbon dioxide (ambient; 360±50 µM and enriched; 700±50 µM). In the second experiment, rice plants were harvested at two different stages. The first harvest was done 30 days after treatments were imposed. Increasing CO 2 concentration increased chlorophyll content, leaf area and the root/ total plant dry weight ratio. The interaction effects of carbon dioxide and genotype were significant on shoot dry weight, chlorophyll and carotenoid content. Shoot dry weights of Shirudi, Hasseni and Fajr cultivars were increased and that of TaromMantaghe was decreased as a result of increased CO 2 concentration, although the increase in shoot dry weight was not statistically significant for Fajr genotype. In the second harvest, which was done 60 days after treatments were imposed, increasing CO 2 concentration decreased leaf area, the concentration and the content of nitrogen in shoots and increased nitrogen use efficiency and the concentration of nitrogen in roots which led to an increase in shoot: root nitrogen concentration. was significantly reduced in Shirudi and TaromMantaghe cultivars. The reduction in leaf area was only significant in Shirudi and TaromMantaghe. Increased CO 2 concentration increased chlorophyll content in Hasseni and Fajr but decreased chlorophyll content in Shirudi and TaromMantaghe cultivars. The highest nitrogen use efficiency was achieved in Fajr cultivar. Shoot dry weight was not significantly affected by increasing CO 2 concentration in the second harvest. Shoot dry weight was positively correlated with the concentration of nitrogen but negatively correlated with nitrogen use efficiency. The genetic diversity observed among rice cultivars in response to nitrogen and carbon dioxide can be used in breeding programs in order to improve productivity of agricultural systems under climate change effects.
برنج نقش مهمی در تغذیه نیمی از مردم جهان که بیشتر آنها در کشورهای در حال توسعه از جمله ایران زندگی می‌کنند، 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 می‌کند. 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) میلی‌مولار 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 معنی‌داری 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 میلی‌مولار از منبع آمونیم نیترات محلول یوشیدا و در دو محیط با غلظت معمول (حدود 360 میکرومول) و غنی‌شده (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 دی‌اکسید کربن می‌توان در برنامه‌های اصلاحی جهت افزایش تولید نظام‌های زراعی متاثر از تغییر اقلیم بهره برداری کرد. کلمات کلیدی: برنج، تنوع ژنتیکی، دی اکسید کربن، نیتروژن، کارایی مصرف نیتروژن.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی