外源锌对镉胁迫下玉米幼苗生长及根系构型分级的影响

作者：张辉红; 魏畅; 柳海涛^*; 张静静; 刘芳; 赵颖; 张雪海; 李鸽子; 姜瑛^*

来源：环境科学, 2023, 1-18.

DOI：10.13227/j.hjkx.202303013

• 玉米
• 镉(Cd)
• 锌(Zn)
• 生理参数
• 根系构型分级

为探究不同浓度锌(Zn)对镉(Cd)胁迫条件下玉米幼苗生长及根系构型分级的影响，通过水培试验，以玉米品种郑单958为试验材料，研究Cd胁迫条件下(50 μmol·L-1)，外源施加不同浓度Zn(0、10、25、50、100、200和400 μmol·L-1)对玉米幼苗生长、根系构型及其分级特征、Cd含量及根系Cd吸收能力、光合系统的影响，并通过主成分分析和隶属函数法进行综合评价。结果表明，50 μmol·L-1 Cd胁迫对玉米幼苗具有明显的毒害作用，使叶绿素含量和光合参数显著降低，主根长、株高、生物量、根分枝数和根尖数，包括Ⅰ～Ⅲ级径级区间的根长、根表面积和Ⅰ～Ⅱ级径级区间的根体积显著下降，阻碍了玉米幼苗的正常生长发育。施用100 μmol·L-1和200 μmol·L-1 Zn与不施Zn相比，降低了玉米幼苗对Cd的吸收，使地上地下部Cd含量分别显著降低了37.34%和39.24%、43.83%和49.25%，使Cd吸收效率显著降低了51.06%和54.87%，缓解了对玉米幼苗的毒害作用，使地上地下部鲜重、地上部干重、地上地下部耐受指数和根分枝数均显著升高；显著增强了玉米幼苗的光合作用，促使幼苗光合速率显著升高了69.75%和38.67%，总叶绿素含量显著升高了47.35%和72.50%；Ⅰ级径级区间的RL、Ⅰ～Ⅱ级径级区间的SA和RV在100 μmol·L-1Zn时达到最大，Ⅲ级径级区间的RL、SA和RV在200 μmol·L-1Zn时达到最大，均显著高于不施Zn处理；玉米幼苗生长耐受性综合评价表明，100 μmol·L-1和200 μmol·L-1 Zn缓解Cd毒害作用效果较好。综合分析可知，施加适宜浓度的Zn可以降低玉米幼苗植株内Cd含量、根系Cd吸收能力及Cd吸收效率，提高玉米幼苗生物量的积累，减轻Cd毒害对根系构型的影响，减少对光合系统的影响，提高玉米幼苗对Cd的耐受性。

• 单位
  河南农业大学; 国家小麦工程技术研究中心