ผลกระทบจากการเพิ่มขึ้นของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และอุณหภูมิที่มีต่อคลอโรฟิลล์ พื้นที่ใบ และผลผลิตของข้าว กข43

Main Article Content

ฤทัยรัตน์ โพธิ
ชลดา เดชาเกียรติไกร ธีรการุณวงศ์
ภาพร พงศ์ธรพฤกษ์

บทคัดย่อ

การเพิ่มขึ้นของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และอุณหภูมิในปัจจุบันส่งผลต่อการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศโลกและทำให้เกิดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาผลกระทบจากการเพิ่มของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ อุณหภูมิ และผลกระทบร่วมของการเพิ่มของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และอุณหภูมิที่มีต่อคลอโรฟิลล์ พื้นที่ใบ มวลชีวภาพ และผลผลิตของข้าว กข43  โดยศึกษาใน 4 ชุดการทดลอง ได้แก่ การเพิ่มของคาร์บอนไดออกไซด์ (EC:600), การเพิ่มของคาร์บอนไดออกไซด์และอุณหภูมิ (ECT:600+3C) การเพิ่มของอุณหภูมิ (ET:+3C) และกลุ่มควบคุม (C:400) จากการศึกษาผลกระทบต่อคลอโรฟิลล์ พื้นที่ใบ มวลชีวภาพ และผลผลิต พบว่าชุดการทดลอง EC:600 ทำให้คลอโรฟิลล์ และพื้นที่ใบ มากกว่าทั้ง 3 ชุดการทดลองอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ ในขณะที่ชุดการทดลอง ET:+3C ทำให้ทั้งคลอโรฟิลล์ และพื้นที่ใบลดลงอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติเมื่อเปรียบเทียบกับชุดการทดลอง C:400 นอกจากนี้ยังพบว่ามวลชีวภาพทั้งหมดของข้าว กข43 มีค่ามากที่สุดในชุดการทดลอง EC:600 รองลงมาได้แก่ ECT:600+3C, C:400 และ ET:+3C โดยมีค่าเท่ากับ 86.87, 79.15, 72.12 และ 53.98 กรัม ตามลำดับ การศึกษาผลกระทบที่เกิดขึ้นกับผลผลิตพบว่าต้นข้าวในชุดการทดลอง EC:600 มีจำนวนรวงต่อกอ 43.33 รวง และเมล็ดต่อรวงเท่ากับ 114.56 เมล็ด มากกว่าทุกชุดการทดลอง  ซึ่งคาร์บอนไดออกไซด์ที่คาดการณ์ว่าจะเพิ่มขึ้นในอนาคต และการจัดการไนโตรเจนรวมทั้งสภาพการเพาะปลูกที่มีความเหมาะสมจะช่วยลดผลกระทบของสภาวะเครียดความร้อนและสภาวะเครียดอื่น ๆ ของพืช เช่น ความแล้ง และมลพิษทางอากาศ

Article Details

บท
บทความวิจัย (research article)

References

สถาบันวิจัยข้าว. 2548. การใช้แผ่นเทียบสี (Leaf Color Chart) เพื่อการจัดการปุ๋ยไนโตรเจนในการปลูกข้าวนาชลประทาน. แหล่งข้อมูล: http://www.brrd.in.th/rkb/content/manual/E-book/Eb_015.pdf. สืบค้นเมื่อ 12 ตุลาคม 2565.

Baker, T.J. 2005. Yield responses of southern US rice cultivars to CO2 and temperature. Agricultural and Forest Meteorology. 122: 129-137.

Cao, Y.Y., H. Duan, L.N. Yang, Z.Q. Wang, L.J. Liu, and J.C. Yang. 2009. Effect of high temperature during heading and early filling on grain yield and physiological characteristics in indica rice. Acta Agronomica Sinica. 35(3): 512-521.

Coast, O., A.J. Murdoch, R.H. Ellis, F.R. Hay, and K.S.V. Jagadish. 2016. Resilience of rice (Oryza spp.) pollen germination and tube growth to temperature stress. Plant, Cell and Environment. 39(1): 26-37.

Chaturvedi, A.K., R.N. Bahuguna, M. Pal, D. Shah, S. Maurya, and K.S.V. Jagadish. 2017. Elevated CO2 and heat stress interactions affect grain yield, quality, and mineral nutrient composition in rice under field conditions. Field Crops Research. 206: 149-157.

Fahad, S., A.A. Bajwa, U. Nazir, S.A. Anjum, A. Farooq, A. Zohaib, S. Sadia, W. Nasim, S. Adkins, S. Saud, M.Z. Ihsan, H. Alharby, C. Wu, D. Wang, and J. Huang. 2017. Crop production under drought and heat stress: plant responses and management options. Frontiers in Plant Science. 8: 1147.

Goufo, P., J. Pereira, J. Moutinho-Pereira, C.M. Correia, N. Figueiredo, C. Carranca, E.A.S. Rosa, and H. Trindade. 2014. Rice (Oryza sativa L.) phenolic compounds under elevated carbon dioxide (CO2) concentration. Environmental and Experimental Botany. 99: 28–37.

Guchou, S., Z. Xiaoping, L. Xiaojing, and Z. Ping. 2007. Effects of moderate high-temperature stress on photosynthesis in three saplings of the constructive tree species of subtropical forest. Acta Ecologica Sinica. 27(4): 1283-1290.

Hu, S., Y. Wang, and L. Yang. 2021. Response of rice yield traits to elevated atmospheric CO2 concentration and its interaction with cultivar, nitrogen application rate and temperature: A meta-analysis of 20 years FACE studies. Science of The Total Environment. 764: 142797.

IPCC. 2013. Climate Change. 2013. The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, T.F. StockerD. QinG.-K. PlattnerM. TignorS.K. AllenJ. BoschungA. NauelsY. XiaV. BexP.M. Midgley (eds.), Cambridge, United Kingdom and New York.

Kimball, B.A., K. Kobayashi, and M. Bindi. 2002. Responses of agricultural crops to free air CO2 enrichment. Advances in Agronomy. 77: 293–368.

Kumari, S., M. Agrawal, and S. Tiwari. 2013. Impact of elevated CO2 and elevated O3 on Beta vulgaris L.: Pigments, metabolites, antioxidants, growth, and yield. Environmental Pollution. 174: 279-288.

Long, S.P., E.A. Ainsworth, A. Rogers, and D.R. Ort. 2004. Rising Atmospheric Carbon Dioxide: Plants FACE the future. Annual Review of Plant Biology. 55(1): 591-628.

Lv, C., Y. Huang, W. Sun, L. Yu, and J. Zhu. 2020. Response of rice yield and yield components to elevated [CO2]: A synthesis of updated data from FACE experiments. European Journal of Agronomy. 112: 125961.

Morita, S., J.I Yonemaru, and J.I. Takanashi. 2005. Grain growth and endosperm cell size under high night temperatures in rice (Oryza sativa L.). Annals of Botany. 95(4): 695–701.

Peng, S., J. Huang, J.E. Sheehy, R.C. Laza, R.M. Visperas, X. Zhong, G.S. Centeno, G.S. Khush, and K.G. Cassman. 2004. Rice yields decline with higher night temperature from global warming. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 101(27): 9971-9975.

Phothi, R., C. Umponstira, C. Sarin, W. Siriwong, and N. Nabheerong. 2016. Combining effects of ozone and carbon dioxide application on photosynthesis of Thai jasmine rice (Oryza sativa L.) cultivar Khao Dawk Mali 105. Australian journal of crop science. 10(4): 591-597.

Prior, S.A., G.B. Runinon, H. Rogers, T.H. Allen, and R.D. Wayne. 2005. Elevated Atmospheric CO2 effects on biomass production and soil carbon in conventional and conservation cropping system. Global Change Biology. 11: 657 - 665.

Retallack, G.J., and G.D. Conde. 2020. Deep time perspective on rising atmospheric CO2. Global and Planetary Change. 189:103177.

Roy, K.S., P. Bhattacharyya, S. Neogi., K.S. Rao, and T.K. Adhya. 2012. Combined effect of elevated CO2 and temperature on dry matter production, net assimilation rate, C and N allocations in tropical rice (Oryza sativa L.). Field Crops Research. 139: 71-79.

Samol, P., C. Umponstira, P. Klomjek, and P. Thongsanit. 2015. Responses of rice yield and grain quality to high temperature in open-top chamber to predict impact of future global warming in Thailand. Australian Journal of Crop Science. 9(9): 886-894.

Senapati, M., A. Tiwari, N. Sharma, P. Chandra, B.M. Bashyal, R.K. Ellur, P.K. Bhowmick, H. Bollinedi, K.K. Vinod, A.K. Singh, and S.G. Krishnan. 2022. Rhizoctonia solani Kühn pathophysiology: status and prospects of sheath blight disease management in rice. Frontiers in Plant Science. 13: 881116.

Shi, B.K., J.L. Huang, C.X. Hu, and M.L. Hou. 2014. Interactive Effects of Elevated CO2 and Temperature on Rice Planthopper, Nilaparvata lugens. Journal of Integrative Agriculture. 13(7): 1520-1529.

Song, Y., C. Wang, H.W. Linderholm, Y. Fu, W. Cai, J. Xu, L. Zhuang, M. Wu, Y. Shi, G. Wang, and D. Chen. 2022. The negative impact of increasing temperatures on rice yields in southern China. Science of The Total Environment. 820: 153262.

Wang, D., L. Ziska, X. Xu, Y. Tao, J. Zhang, G. Liu, C. Cai, L. Song, and C. Zhu. 2023. Adapting rice to rising atmospheric carbon dioxide: A preliminary GMO approach to maintain nutritional integrity. European Journal of Agronomy. 144: 126766.

Wang, J., X. Liu, X. Zhang, P. Smith, L. Li, T.R. Filley, K. Cheng, M. Shen, Y. He, and G. Pan. 2016. Size and variability of crop productivity both impacted by CO2 enrichment and warming-a case study of 4 year field experiment in a Chinese paddy. Agriculture, Ecosystems and Environment. 221: 40–49.

Xiong, D., X. Ling, J. Huang, and S. Peng. 2017. Meta-analysis and dose-response analysis of high temperature effects on rice yield and quality. Environmental and Experimental Botany. 141: 1–9.

Xu, Z.Z., and G.S. Zhou. 2006. Combined effects of water stress and high temperature on photosynthesis, nitrogen metabolism and lipid peroxidation of a perennial grass Leymus chinensis. Planta. 224: 1080-1090.

Zhang, C., Y. Li, Z. Yu, G. Wang, X. Liu, J. Liu, J. Liu, X. Zhang, K. Yin, and J. Jin, 2022. Co-elevation of atmospheric (CO2) and temperature alters photosynthetic capacity and instantaneous water use efficiency in rice cultivars in a cold-temperate region. Frontiers in Plant Science. 13: 1037720.