硅和钙在抑制小麦Na+吸收和缓解盐胁迫中的交互效应

《Plant and Soil》：The interactive effect of silicon and calcium in inhibiting Na+ uptake and mitigating salt stress in wheat

　　

摘要

目的

尽管硅（Si）能缓解小麦的盐胁迫，但硅与钙（Ca）之间的相互作用机制仍不清楚。

方法

采用Box-Behnken设计，设置Si（0、1、2 mM）、Na⁺（50、150、250 mM）和Ca²⁺（5、15、25 mM）三个因素，通过17个处理组合，研究了硅、钠和钙之间的交互作用对小麦生长、离子稳态和抗氧化能力的影响。250 mM Na⁺水平旨在捕捉响应曲面在Box-Behnken框架下的曲率和边界行为，而非模拟田间典型盐分水平。

结果

在250 mM Na⁺胁迫下，1 mM Si + 5 mM Ca²⁺（1–250-5）通过三条途径显著增强了小麦的耐盐性：降低Na⁺积累并维持Ca²⁺稳态；提高根系POD活性并降低MDA含量；维持叶绿素含量。在150 mM Na⁺胁迫下，高Si（2 mM）与低Ca²⁺（5 mM）的组合显著促进了植物生长，根长、根鲜重和株高分别达到中等Si–Ca²⁺组合的1.9倍、1.8倍和1.3倍。相反，2–150-25处理加重了生长抑制，而2–250-15处理则因Na⁺过度积累而损害了光合同化物。方差分析（ANOVA）表明，Si的效果取决于性状和条件：Si对地上部鲜重、POD活性和膜稳定性具有显著直接影响，但对根长和生物量积累的影响有限。

结论

精确调控Si∶Ca²⁺比例对盐土中的小麦生长至关重要。这些发现为Si–Ca²⁺相互作用提供了生理学见解，并在所测试的浓度范围内为盐渍农业中硅肥施用优化提供了框架。