水铁矿对玉米生长及其抗氧化系统的影响

目的]本文旨在研究一种纳米铁氧化物(水铁矿)对玉米相关生理生化指标和抗氧化系统的影响,为水铁矿作为新型铁肥促进玉米生长提供理论依据。方法]以去离子水(CK1)为对照,用不同质量浓度(10、20、50、100、200和500 mg·L-1)水铁矿溶液进行浸种试验。以不含铁的1/2 Hoagland营养液(CK2)和含EDTA-Fe的1/2 Hoagland营养液(CK3)为2组对照,分别以不含铁的1/2 Hoagland营养液配制不同质量浓度(10、20、50、100、200和500 mg·L-1)的水铁矿溶液进行玉米幼苗培养试验,测定其相关生理生化指标并观察其细胞显微结构。结果]玉米种子萌发试验结果表明:水铁矿质量浓度为20 mg·L-1时,玉米种子的萌发指数、活力指数和平均根长分别比CK1增加了38.33%、61.99%和53.91%,平均发芽时间缩短56.63%。玉米幼苗培养试验结果表明:水铁矿质量浓度为20 mg·L-1时地上部鲜质量、株高和叶绿素含量分别比CK2显著增加了15.38%、10.03%和24.85%,水铁矿质量浓度高于50 mg·L-1时不利于玉米生长。水铁矿溶液质量浓度低于20 mg·L-1时玉米叶片中过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性逐渐升高,高于此浓度时POD和CAT活性逐渐降低。地上部铁含量检测和透射电镜观察结果显示:水铁矿质量浓度为10 mg·L-1时,水铁矿颗粒能够进入到玉米根细胞内,且地上部铁含量比CK2显著提高了75%,但水铁矿质量浓度大于20 mg·L-1时会造成根细胞质壁分离。结论]低质量浓度(10~20 mg·L-1)水铁矿可替代EDTA-Fe,有助于玉米种子萌发和植株生长,而高质量浓度(≥50 mg·L-1)水铁矿不利于玉米生长。