ارزیابی پاسخ‌ ریشه به تنش خشکی در ژنوتیپ‌های هوازی، غرقابی و آپلند برنج (oryza sativa l.)

آزمایش در دو سال متوالی (1395 و 1396) در دانشکده کشاورزی دانشگاه گیلان اجرا شد. در هر دو سال، کشت در لوله‏های پلی‏اتیلنی انجام شد. در سال اول، آزمایش با 16 ژنوتیپ برنج (هوازی، آپلند و غرقابی) و شرایط بهینه آبیاری در سه تکرار در قالب طرح کاملاً تصادفی انجام شد. با توجه به نتایج تجزیه خوشه‏ای چهار رقم شامل وندانا، ندا و طارم محلی و یک ژنوتیپ آپلند (ir83141-11) برای آزمایش سال دوم انتخاب شدند. آزمایش سال دوم به‏صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار انجام شد. عوامل شامل ژنوتیپ‏های منتخب برنج و وضعیت آب خاک (آبیاری بهینه و تنش خشکی) بودند. برای توصیف روند ماده خشک ریشه و شاخساره و نسبت ریشه به شاخساره از مدل‏های بتا و نمایی استفاده شد. بر اساس پارامترهای به‏دست آمده از مدل‏ها، پاسخ ارقام برنج به تنش خشکی به‌صورت کاهش ماده خشک شاخساره و ریشه و کاهش سرعت رشد شاخساره و ریشه بود. تفاوت در ماده خشک شاخساره در دو شرایط آبیاری در رقم طارم محلی بیشتر (16.2 گرم در بوته) و در ژنوتیپ آپلند (ir83141-11) کمتر (6.7 گرم در بوته) از سایر ژنوتیپ‏ها بود. شاخساره بیشتر از ریشه تحت تاثیر تنش خشکی قرار گرفت و کاهش نشان داد. تفاوت در ماده خشک ریشه در دو شرایط آبیاری در رقم طارم محلی بیشتر (1 گرم در بوته) و در ژنوتیپ آپلند کمتر (0.09 گرم در بوته) از سایر ژنوتیپ‏ها بود. تنش خشکی باعث تسریع سه روزه در رسیدن به حداکثر سرعت رشد و شش روزه در زمان وقوع حداکثر تجمع ماده خشک در رقم وندانا شد. در اثر تنش خشکی زمان رسیدن به بیشینه ماده خشک ریشه در ارقام ندا و وندانا (با اختلاف 4.6 و 0.13 روز) کاهش و در ژنوتیپ آپلند و رقم طارم محلی (با اختلاف 2.5 و 6.5 روز) افزایش داشتند. ارقام ندا تسریع پنج روزه و طارم محلی تاخیر هفت روزه در رسیدن به حداکثر ماده خشک ریشه داشتند. نسبت ریشه به شاخساره در ژنوتیپ‏های هوازی و آپلند، خصوصاً در مراحل اولیه رشد بیشتر از ژنوتیپ‏های غرقابی بود که این موضوع نشان دهنده ساختار ریشه گسترده‏تر در این ژنوتیپ‏ها است. غیر از رقم طارم محلی، در بقیه ژنوتیپ‏ها وزن خشک ریشه در عمق‏های پایین‏تر خاک نسبت به شرایط آبیاری کامل بیشتر بود. ژنوتیپ‏های وندانا، آپلند و ندا که در این آزمایش از نظر صفات ریشه‏ای نظیر حجم، ماده خشک، عمق نفوذ ریشه و انعطاف پذیری در شرایط تنش خشکی، برتر بودند، برای مطالعات تکمیلی توصیه می‏شوند.

evaluation of root response to drought stress in aerobic, flooded and upland rice genotypes (oryza sativa l.)

the experiment was conducted in two consecutive years (2015 and 2016) at the faculty of agriculture of guilan university, rasht, iran. cultivation was done in polyethylene pipes in both years. in the first year, the experiment was conducted with 16 (aerobic, upland and lowland) rice genotypes under optimal irrigation conditions, using a completely randomized design with three replicates. based on cluster analysis results four cultivars vandana, neda, tarom mahalli, and one upland (ir83141-11) genotype were selected for the second year experiment. the second-year experiment was a factorial design conducted with complete randomization and three replications. the factors were included four rice genotypes and soil water conditions (full irrigation and drought stress). the results indicated that drought stress reduced both the dry matter and growth rates of shoots and roots in rice cultivars. the difference in shoot dry matter between the two irrigation conditions was greater in the tarom mahalli (16.2 g.plant-1) compared to the upland genotype (6.7 g.plant-1) and other genotypes. the shoot was more affected by drought stress than the root. the difference in root dry matter between the two irrigation conditions was greater in the tarom mahalli (1 g.plant-1) and upland genotype (0.09 g.plant-1) and other genotypes. the root dry matter variation between the two irrigation conditions was greatest in the tarom mahalli (1 g.plant-1) and lowest in the upland (0.09 g.plant-1). drought conditions led to a shorter timeframe for the vandana cultivar to reach maximum growth rate and achieve maximum dry matter accumulation, with growth rate accelerating by three days and accumulation occurring six days earlier. due to drought stress, the time to reach maximum root dry matter decreased in neda and vandana cultivars (with a difference of 4.65 and 0.13 days) and increased in upland genotype and tarom mahalli cultivar (2.5 and 6.5 days). drought stress caused a five-day acceleration and a seven-day delay in reaching the maximum accumulation of root dry matter in neda and tarom mahalli cultivars, respectively. aerobic and upland genotypes displayed a greater root-to-shoot ratio compared to lowland genotypes, particularly during the initial growth stages, suggesting a more extensive root system in these genotypes. except for the tarom mahalli, drought stress increased root dry weight in other genotypes at most soil depths compared to full irrigation. these traits play a crucial role in breeding programs, particularly those focused on drought tolerance, in order to develop resilient cultivars that can withstand challenging conditions. in this experiment, it is suggested that further research could be conducted on the vandana, upland, and neda genotypes due to their superior root traits.