外源硅对镉胁迫下玉米生理参数及根系构型分级的影响

作者：姜瑛; 魏畅; 焦秋娟; 申凤敏; 李鸽子; 张雪海; 杨芳; 柳海涛^*

来源：草业学报, 2022, 31(09): 139-154.

• 玉米
• 镉
• 硅
• 根系构型
• 根系分级

为探究镉(Cd)胁迫条件下,施硅(Si)对玉米幼苗生长以及根系构型分级的影响,寻求可缓解Cd对玉米毒害的有效途径,本研究采用水培试验,在Cd胁迫条件下施加不同浓度Si,测定玉米的Cd浓度及含量、生长相关指标、光合指标、根系构型,并将根系构型按根系直径进行分级比较其变化特征。结果表明,Cd胁迫条件下玉米幼苗的生长发育受到抑制,叶绿素含量上升,光合参数显著降低,总根长、根表面积、根体积、根尖数和分枝数,包括Ⅰ～Ⅲ级径级区间的根长,和Ⅰ～Ⅱ级径级区间的根表面积以及根体积显著下降。施加不同浓度Si后,玉米幼苗整株Cd含量降低了12.65%～88.07%,Cd毒害在不同程度上得到缓解,表现为株高、主根长、生物量和耐受指数的提高;总叶绿素含量在Si浓度为0.25 mmol·L-1时提高了11.76%,Cd胁迫下气孔导度、胞间CO2浓度和蒸腾速率分别在Si浓度为1.00 mmol·L-1时显著提高;总根长、分枝数、Ⅰ级径级区间的根长、根表面积和根体积在Si浓度为1.00 mmol·L-1时达到最大,当Si浓度为1.50 mmol·L-1时,根表面积和根体积达到峰值。相关性分析表明Ⅰ～Ⅲ级径级区间内的总根长和根表面积,以及Ⅰ～Ⅱ级径级区间的根体积与Cd转运系数呈显著负相关;生长耐受性综合评价表明,总体上1.00 mmol·L-1外源Si缓解50μmol·L-1玉米Cd毒害的效果最佳。结果表明,施Si可通过降低玉米幼苗根系对Cd的吸收、积累和转运,减少地上部的Cd浓度及积累,从而减小Cd对光合系统的影响,提高玉米幼苗生物量,并进一步促进光合产物向地下部的分配,减轻Cd对根系构型的影响,提高玉米耐Cd能力,缓解Cd对玉米的毒害作用。

• 单位
  吉林农业大学; 河南农业大学