با توجه به بحران کمبود آب ناشی از خشکسالی های مکرر و تغییرات اقلیمی که به دلیل افزایش غلظت گازهای گلخانه ای، از جمله دی اکسید کربن در جو ایجاد شده است، تولید محصولات زراعی با چالش های جدی مواجه است. در این شرایط، بقولات علوفه ای مانند ماشک که توانایی تثبیت نیتروژن، بهبود حاصلخیزی خاک و تولید علوفه با کیفیت را دارند، بیش از پیش مورد توجه قرار گرفته اند. این مطالعه با هدف بررسی تاثیر تنش خشکی و افزایش غلظت دی اکسید کربن بر صفات مورفولوژیک، فیزیولوژیک و ویژگی های علوفه ارقام مختلف ماشک انجام گرفت. در این راستا این پژوهش در قالب سه مطالعه متفاوت انجام شد. در مطالعه اول مجموعهای از صفات مورفو-فیزیولوژیک و علوفهای طی دو سال (کشتهای پاییزه سال های زراعی 1399-1398 و 1399-1400) در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه صنعتی اصفهان واقع در نجف آباد تحت سه سطح رطوبت خاک شامل شرایط نرمال %30 MAD، تنش متوسط %55 MAD، تنش شدید %85 MAD بر روی 10 ژنوتیپ ماشک علوفه ای برای کشت پاییزه شامل V. dassycarpa Ten، V. ponnonica crantz، V. michauxii Spereng، V. sativa F.shahr و V. villosa Roth، V. sativa Mashhad، V. sativa Ardebil، V. sativa Shahrekord، V. sativa Semirom و V. sativa Dashtyar ارزیابی شد. نتایج مطالعه اول نشان داد که تنوع زیادی بین ژنوتیپ مختلف ماشک از نظر صفات مورد مطالعه وجود داشت. به طور کلی تنش خشکی موجب کاهش همه صفات مورفولوژیکی شد. ژنوتیپ V. dassycarpa Ten. با عملکرد بیولوژیک بیشتر و همچنین دوره رشد کوتاهتر و ژنوتیپ V. michauxii Spereng با وزن هزار دانه، تعداد دانه در غلاف، وزن تر، عملکرد بیولوژیک و عملکرد دانه بالاتر به عنوان ژنوتیپ های برتر در این مطالعه شناسایی شدند. سطوح تنش خشکی موجب افزایش فعالیت آسکوربات پراکسیداز، فعالیت کاتالاز، فعالیت پراکسیداز، کربوهیدرات محلول کل، محتوای پرولین برگ، نشت الکترولیت، DPPH، مالون دی آلدئید و پراکسید هیدروژن و کاهش محتوای کلروفیل a و b، محتوای کاروتنوئید، راندمان کوانتومی فتوسیستمII ، محتوای نسبی آب برگ و شاخص پایداری غشا شد. در مطالعه دوم در مرحله گلدهی کشتهای پاییزه سال های زراعی 1399-1398 و 1399-1400 علوفه همه اکوتیپهای ماشک برای هر سه محیط رطوبتی (نرمال، تنش متوسط و شدید) (مطالعه اول) برداشت شد. سپس به مدت 3 ماه در سیلوهای کوچکاستوانه ای سیلو شدند. تنش خشکی شدید باعث کاهش کیفیت علوفه، به ویژه در صفات مانند درصد ماده خشک، پروتئین، و ارزش تغذیه ای شد. همچنین، ترکیب اسیدهای آلی سیلاژ تحت تأثیر تنش خشکی قرار گرفت، به طوری که غلظت اسید بوتیریک در شرایط خشکی شدید به طور معنی داری افزایش ولی غلظت اسید استیک کاهش یافت. ژنوتیپ های V. michauxii Spereng و V. pannonica Crantz در بیشتر صفات کیفی و ترکیب اسیدهای آلی سیلاژ عملکرد بهتری داشتند، در حالی که ژنوتیپ های V. sativa ضعف های بیشتری در این زمینه نشان دادند. در پژوهش سوم به منظور بررسی تاثیر همزمان دی اکسید کربن و تنش خشکی بر روی شش ژنوتیپ ماشک علوفهای، آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک کامل تصادفی با سه تکرار و در دو محیط غلظت معمول (400 میکرومول در مول غلظت معمول) و شرایط غنی شده دی اکسید کربن (700 میکرومول بر مول) در واحدهای پژوهشی گروه زراعت و اصلاح نباتات دانشگاه صنعتی اصفهان واقع در مزرعه چاه اناری در سال 1399 صورت پذیرفت. نتایج نشان داد که تنش خشکی شدید می تواند تفاوت های قابل توجهی را در صفات مختلف نسبت به تنش خشکی متوسط ایجاد کند. ژنوتیپ Spereng V. michauxii نسبت به سایر ژنوتیپ های مورد مطالعه به شرایط تنش متحمل تر بود. با افزایش سطح CO2 مقدار ماده خشک ماشک، به ویژه وزن خشک ریشه افزایش یافت. این یافته نه تنها پتانسیل غلظت بالای CO2 در کاهش چالش های ناشی از تنش مانند کاهش محتوای نسبی آب و افزایش سطح پراکسید هیدروژن را نشان می دهد، بلکه موجب بررسی عمیق تر مکانیسم های ژنتیکی زیربنایی در این گیاه می شود. امید است این مطالعه اطلاعات ارزشمندی را برای شناسایی ژنوتیپ های متحمل به خشکی ماشک ارائه دهد و بر ضرورت تحقیقات بیشتر، به ویژه در رمزگشایی پیچیدگی های مولکولی حاکم بر این پاسخ های تطبیقی، تأکید کند.
واژههای کلیدی: بحران کمبود آب، تحمل به خشکی، تغییرات اقلیمی، تنوع ژنتیکی، کیفیت سیلاژ، ماشک علوفه ای