植物学报 ›› 2016, Vol. 51 ›› Issue (1): 16-23.DOI: 10.11983/CBB15007 cstr: 32102.14.CBB15007
收稿日期:2015-01-12
接受日期:2015-03-30
出版日期:2016-01-01
发布日期:2016-02-01
通讯作者:
柏新富
作者简介:? 共同第一作者
基金资助:Lin Qi1, Xinfu Bai1*, Weihao Niu1, Zhenhua Zhang2
Received:2015-01-12
Accepted:2015-03-30
Online:2016-01-01
Published:2016-02-01
Contact:
Bai Xinfu
About author:? These authors contributed equally to this paper
摘要: 以溶液培养的棉花(Gossypium hirsutum)幼苗为材料, 测定了不同盐胁迫程度和不同通气状况下棉花幼苗株高、根系体积、根系和茎叶生物量以及灰分含量的变化, 以探索根际通气状况对盐胁迫下棉花生长的影响。结果表明, 盐胁迫抑制棉花植株生长, 表现为植株变矮、叶面积减小和干物质积累下降; 根际环境通气不良也会导致棉花幼苗生长受抑制、干物质积累下降和矿质元素吸收减少等。进一步比较盐胁迫和根际通气状况及两者组合作用对棉苗生长的影响, 发现盐胁迫对株高和总生物量的影响较大, 而根际通气状况对根系体积、根系生物量、根冠比和矿质元素吸收的影响较大。总体表现为: 盐胁迫对茎叶生长的不利影响较大, 而根际通气状况对根系生长的不利影响较大。同时, 在根际环境通气良好的条件下, 不同程度盐胁迫导致的棉花幼苗株高、根系体积、叶面积、根系生物量和总生物量的变化程度远小于根际环境通气不良条件下的变化程度。实验结果表明, 根际环境通气良好可以减弱盐胁迫对棉花生长发育的抑制作用, 而根际环境通气不良则会加重盐胁迫的不利影响。
祁琳, 柏新富, 牛玮浩, 张振华. 根际通气状况对盐胁迫下棉花幼苗生长的影响. 植物学报, 2016, 51(1): 16-23.
Lin Qi, Xinfu Bai, Weihao Niu, Zhenhua Zhang. Effect of Rhizosphere Ventilation on Growth of Cotton Seedlings Under Salt Stress. Chinese Bulletin of Botany, 2016, 51(1): 16-23.
图1 各处理培养液中氧气含量的变化 A: 通气+0 mmol·L-1 NaCl; B: 不通气+0 mmol·L-1 NaCl; C: 通气+100 mmol·L-1 NaCl; D: 不通气+100 mmol·L-1 NaCl; E: 通气+200 mmol·L-1 NaCl; F: 不通气+200 mmol·L-1 NaCl
Figure 1 Changes in O2 content in culture solutions of different treatmentsA: Aeration+0 mmol·L-1 NaCl; B: No aeration+0 mmol·L-1 NaCl; C: Aeration+100 mmol·L-1 NaCl; D: No aeration+100 mmol·L-1 NaCl; E: Aeration+200 mmol·L-1 NaCl; F: No aeration+200 mmol·L-1 NaCl
图2 各处理棉花株高(A)和根体积(B)的增加值 A-F同图1。不同小写字母表示各处理间差异显著(P<0.05)。
Figure 2 Comparison of the increments in plant height (A) and root volume (B) in different treatmentsA-F see Figure 1. Significant differences (P<0.05) were indicated with different lowercase letters.
| Sources of variation | Plant height | Root volume | Single leaf area | Specific leaf area | Total biomass | Root biomass | Root-shoot ratio | Ash content | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Salt concention | F value | 174.56 | 43.42 | 91.43 | 2.56 | 106.84 | 61.75 | 24.40 | 89.03 |
| P | 0.000 | 0.000 | 0.000 | 0.943 | 0.000 | 0.000 | 0.000 | 0.000 | |
| Ventilation | F value | 16.63 | 360.63 | 416.34 | 16.33 | 67.76 | 236.02 | 349.23 | 724.15 |
| P | 0.000 | 0.000 | 0.000 | 0.000 | 0.000 | 0.000 | 0.000 | 0.000 | |
| Interaction | F value | 11.47 | 22.15 | 2.99 | 5.73 | 4.48 | 9.02 | 13.69 | 10.50 |
| P | 0.000 | 0.000 | 0.065 | 0.008 | 0.020 | 0.001 | 0.000 | 0.000 | |
表1 盐胁迫和通气状况对棉花幼苗生理指标影响的方差分析
Table 1 Analysis of the variance of the physiological indices in cotton seedlings under salt stress and ventilation
| Sources of variation | Plant height | Root volume | Single leaf area | Specific leaf area | Total biomass | Root biomass | Root-shoot ratio | Ash content | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Salt concention | F value | 174.56 | 43.42 | 91.43 | 2.56 | 106.84 | 61.75 | 24.40 | 89.03 |
| P | 0.000 | 0.000 | 0.000 | 0.943 | 0.000 | 0.000 | 0.000 | 0.000 | |
| Ventilation | F value | 16.63 | 360.63 | 416.34 | 16.33 | 67.76 | 236.02 | 349.23 | 724.15 |
| P | 0.000 | 0.000 | 0.000 | 0.000 | 0.000 | 0.000 | 0.000 | 0.000 | |
| Interaction | F value | 11.47 | 22.15 | 2.99 | 5.73 | 4.48 | 9.02 | 13.69 | 10.50 |
| P | 0.000 | 0.000 | 0.065 | 0.008 | 0.020 | 0.001 | 0.000 | 0.000 | |
Parameters | Aeration | No aeration | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Maximum value | Minimum value | Coefficient of variability | Maximum value | Minimum value | Coefficient of variability | ||
| Plant height (cm) | 16.40±2.09 | 8.56±0.89 | 31.57 | 17.06±1.20 | 3.84±0.67 | 62.66 | |
| Root volume (cm3·plantlet-1) | 11.40±1.45 | 7.98±2.05 | 17.54 | 6.60±0.87 | 1.18±0.15 | 79.39 | |
| Single leaf area (cm2) | 137.78±6.18 | 109.39±10.22 | 11.52 | 101.73±6.26 | 60.93±5.46 | 24.90 | |
| Specific leaf area (cm2·g-1) | 342.82±20.83 | 332.69±24.60 | 1.56 | 337.02±24.02 | 279.85±16.62 | 9.95 | |
| Total biomass (g·plantlet-1) | 4.91±0.35 | 3.28±0.24 | 15.14 | 4.47±0.34 | 2.28±0.18 | 22.13 | |
| Root biomass (g·plantlet-1) | 1.11±0.11 | 0.85±0.04 | 11.25 | 0.86±0.05 | 0.46±0.04 | 21.94 | |
| Root-shoot ratio | 0.35±0.01 | 0.29±0.02 | 7.07 | 0.25±0.01 | 0.23±0.01 | 2.85 | |
| Ash content (%) | 13.18±0.27 | 11.41±0.14 | 7.23 | 10.55±0.24 | 9.69±0.24 | 4.31 | |
表2 盐胁迫在不同通气状况下导致的棉花幼苗各指标变异程度
Table 2 The salt stress resulted variance of the indices in cotton seedlings under different ventilation
Parameters | Aeration | No aeration | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Maximum value | Minimum value | Coefficient of variability | Maximum value | Minimum value | Coefficient of variability | ||
| Plant height (cm) | 16.40±2.09 | 8.56±0.89 | 31.57 | 17.06±1.20 | 3.84±0.67 | 62.66 | |
| Root volume (cm3·plantlet-1) | 11.40±1.45 | 7.98±2.05 | 17.54 | 6.60±0.87 | 1.18±0.15 | 79.39 | |
| Single leaf area (cm2) | 137.78±6.18 | 109.39±10.22 | 11.52 | 101.73±6.26 | 60.93±5.46 | 24.90 | |
| Specific leaf area (cm2·g-1) | 342.82±20.83 | 332.69±24.60 | 1.56 | 337.02±24.02 | 279.85±16.62 | 9.95 | |
| Total biomass (g·plantlet-1) | 4.91±0.35 | 3.28±0.24 | 15.14 | 4.47±0.34 | 2.28±0.18 | 22.13 | |
| Root biomass (g·plantlet-1) | 1.11±0.11 | 0.85±0.04 | 11.25 | 0.86±0.05 | 0.46±0.04 | 21.94 | |
| Root-shoot ratio | 0.35±0.01 | 0.29±0.02 | 7.07 | 0.25±0.01 | 0.23±0.01 | 2.85 | |
| Ash content (%) | 13.18±0.27 | 11.41±0.14 | 7.23 | 10.55±0.24 | 9.69±0.24 | 4.31 | |
图3 不同处理下棉花成熟叶叶面积(A)和比叶面积(B)的比较 A-F同图1。不同小写字母表示各处理间差异显著(P<0.05)。
Figure 3 Comparison of the increments in single leaf area (A) and specific leaf area (B) in different treatmentsA-F see Figure 1. Significant differences (P<0.05) were indicated with different lowercase letters.
图4 各处理棉花植株茎叶、根和总生物量(A)及根-冠比(B) A-F同图1。不同小写字母表示各处理间差异显著(P<0.05)。
Figure 4 Comparison of shoot/root/total biomass (A) and root-shoot ratio (B) in different treatments A-F see Figure 1. Significant differences (P<0.05) were indicated with different lowercase letters.
图5 各处理棉花植株的灰分含量 A-F同图1。不同小写字母表示各处理间差异显著(P<0.05)。
Figure 5 Comparison of the increments in ash content in different treatments A-F see Figure 1. Significant differences (P<0.05) were indicated with different lowercase letters.
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