论文部分内容阅读
钾是作物生长发育的必需矿质元素,缺钾降低大豆产量和营养品质。硅是植物的有益元素,在低钾胁迫条件下,硅对大豆生长是否有改善作用还未见相关报道,本研究以对低钾敏感的不同基因型大豆品种(铁丰35和铁丰31)为试验材料,在低钾条件下(1mmol L-1),施加Na2Si03,通过测试大豆生物量、根系形态学、生理学和抗氧化物酶活性等特征的变化,研究了硅在大豆缺钾胁迫生长中的作用。主要研究结果如下：
⑴低钾胁迫对大豆生长发育和生理指标形状的影响。与正常钾生长条件(5 mmol L-1)相比,对低钾敏感的基因型大豆品种铁丰35,低钾胁迫使铁丰35品种主根、侧根,过氧化氢(H2O2)和丙二醛含量(MDA),根系和叶片的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)活性和光合特性指标等发生显著变化,同样地,铁丰31品种根系的SOD、CAT、POD活性和MDA含量也发生显著变化。相反,铁丰31品种的其它形态学和生理学指标参数受低钾胁迫影响差异不显著。
⑵Si和Na+对大豆生长发育和生理过程中低钾胁迫的减缓作用。为探明Si对大豆生长发育和生理过程中低钾胁迫的减缓作用,我们将Na2Si03分别设立3个浓度处理水平(0.1,2.0,5.0 mmol L-1),对照CK0:5.0 mmol/L,KNO3+0.0 mmol/L,Na2SiO3,副对照CK1:1.O mmol/L KNO3+4.0mmol/L,NaCl,其中以Si2处理是2个品种减缓低钾胁迫效应最好的,对大豆生长发育和促进大豆根、茎和叶内钾浓度含量,低钾胁迫使SOD、POD、CAT活性,H2O2和MDA含量,以及光合特性(Pn,WtJE)等指标得以显著地改善,但Na2SiO3对低钾敏感品种铁丰35的减缓作用远大于对低钾不敏感的品种铁丰31。为排除Na2SiO3处理中Na+对低钾大豆的生长作用,用等浓度NaCl进行缺钾试验,研究结果表明,Na+可以部分地减缓低钾胁迫,并且这种减缓作用远小于等浓度的硅。本试验结果说明硅通过改变几个关键的生理过程,进而提高低钾胁迫条件下大豆的生长发育,从而有效地改善低钾对大豆生长的胁迫。
⑶硅通过提高抗氧化胁迫进而减缓大豆生长发育中低钾胁迫。低钾胁迫使大豆地上和地下生物产量与对照CK0相比显著减少,增施Na2Si03前后大豆其根冠比、过氧化氢积累、钾含量、膜质过氧化产物和抗氧化物酶活性变化显著。另外,Na2SiO3显著减缓了低钾胁迫使大豆根冠比、提高了低钾大豆根、茎、叶内钾浓度,Si还减缓了过氧化氢(H2O2)和丙二醛含量(MDA),这说明硅抑制了低钾的过氧化胁迫,显著地抑制了因低钾胁迫而使超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)等活性的升高,这些酶活性提高效应被施加的Na2SiO3消除,这些结果表明,硅通过提高抗氧化胁迫能力,进而减缓大豆生长发育的低钾胁迫,对低钾胁迫有非常重要的减缓调控作用。