采用盆栽试验, 供试的高羊茅品种为向导, 来源于百绿国际草业有限公司。试验采用盐浓度和硅双因素处理, 其中盐浓度设为0、50、100、150、200、250和300 mmol· L^-1, 每个盐浓度下设置加硅(+Si)和不加硅(-Si)两个处理, 共计14个处理, 每个处理6个重复。盐生境下硅浓度为2 mmol· L^-1时高羊茅的种子发芽率和保苗率最高, 生长能力最强^[19], 因此, 本研究硅处理的硅离子浓度设置为2 mmol· L^-1, 硅源采用硅酸钠。盐浓度处理以NaCl为盐离子来源, 计算Na⁺浓度时包含了硅酸钠所携带的Na⁺含量。本研究于2015年5月20日在兰州大学智能温室内进行, 采用高15 cm, 盆口直径20 cm的塑料盆, 每个花盆内播种饱满的高羊茅种子300粒, 基质为珍珠岩和蛭石(体积比为1∶ 1)的混合基质, 然后将塑料盆随机摆放。根据试验设计, 在Hoagland营养液中添加相应浓度的硅酸钠和氯化钠, 将其充分混合后配置成处理溶液, 种植用处理溶液按照试验设计浇灌每个塑料盆, 直至盆底托盘有处理溶液渗出为止, 隔日浇灌一次, 待高羊茅品种完全出苗后(高羊茅发芽时间21 d), 每个盆中选择长势均匀的50株幼苗, 作为继续培养的幼苗, 其它多余幼苗以间苗的形式手工除去, 以便排除密度对高羊茅生长的影响。然后按照试验设计隔天浇灌处理溶液, 至61 d时取样。

每个处理采用3个塑料盆内的植株测定生物量, 用去离子水冲洗干净, 用剪刀将地上、根系分开, 将其置于105 ℃的烘箱杀青15 min, 然后在75 ℃下烘干至恒量, 分别称其干质量, 测定根冠比。其余3个盆收集完整植株, 取地下部分, 用去离子水冲洗干净, 采用0.075 mg· mL^-1的甲基蓝将根系浸泡染色10 min后, 用Delta-T SCAN根系分析系统(HP.C7717, Singaporean)扫描根系, 测定总表面积、根系体积、平均直径及根系总长。

先采用Two-Way ANOVA 进行双因素方差分析, 若差异显著再采用Duncan分析法进行多重比较, 统计软件为SPSS 19.0。

硅、盐浓度及其互作均极显著影响了高羊茅根系生物量(P< 0.01)(图1)。随盐浓度增加, 高羊茅根系生物量显著降低(P< 0.05), 盐浓度≤ 250 mmol· L^-1时, 高羊茅根系生物量随盐浓度增加显著降低。当盐浓度≥ 200 mmol· L^-1时, 硅对高羊茅根系生物量没有显著影响; 但当盐浓度≤ 150 mmol· L^-1时, 硅添加能显著提高了高羊茅根系生物量(P< 0.05); 盐浓度为150 mmol· L^-1时, 添加硅较不添加硅根系生物量增幅最大, 为34.4%; 盐浓度为50 mmol· L^-1时, 添加硅较不添加硅根系生物量增幅最小, 为24%。

图1

Fig. 1

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	图1 不同盐浓度下硅对高羊茅根系生物量影响 注:不同小写字母表示不同处理间差异显著(P< 0.05)。下同。Fig. 1 Effect of the addition of silicon on the root biomass of tall fescue at different salt concentrations Note:Different lowercase letters indicate significant difference among different treatment at the 0.05 level; similarly for the following figures.

硅和盐浓度均极显著影响了高羊茅根冠比(P< 0.01), 但硅与盐浓度互作对其无显著影响(P> 0.05)(图2)。高羊茅根冠比随盐浓度增大呈现出先上升后下降的趋势, 在盐浓度为150 mmol· L^-1时达到最大(P< 0.05); 硅显著增加了高羊茅根冠比(P< 0.05)。

图2

Fig. 2

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	图2 不同盐浓度下硅对高羊茅根冠比的影响Fig. 2 Effect of the addition of silicon on the root to shoot ratio of tall fescue at different salt concentrations

硅、盐浓度及其互作均极显著影响了高羊茅根系总表面积(P< 0.01)(图3)。随着盐浓度增加, 高羊茅根系总表面积显著减少(P< 0.05)。盐浓度≤ 200 mmol· L^-1时, 高羊茅根系总表面积随盐浓度增加显著降低。盐浓度≤ 150 mmol· L^-1时, 硅显著提高了高羊茅根系总表面积(P< 0.05); 当盐浓度≥ 200 mmol· L^-1时, 硅对高羊茅根系总表面积无显著影响。盐浓度为0、50、100和150 mmol· L^-1时, 添加硅较不添加硅高羊茅根系总表面积增幅分别为26.4%、29.5%、31.3%和29.7%。

图3

Fig. 3

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	图3 不同盐浓度下硅对高羊茅根系总表面积的影响Fig. 3 Effect of the addition of silicon on the total surface of roots of tall fescue at different salt concentrations

硅、盐浓度极显著影响了高羊茅根系体积(P< 0.01), 二者的互作对其无显著影响(P> 0.05)(图4)。高羊茅根系体积随着盐浓度增加逐渐降低(P< 0.05)。当盐浓度≤ 150 mmol· L^-1时, 硅显著增加了高羊茅根系体积(P< 0.05)。

图4

Fig. 4

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	图4 不同盐浓度下硅对高羊茅根系体积的影响Fig. 4 Effect of the addition of silicon on the root volume of tall fescue at different salt concentrations

硅、盐浓度及其交互作用对高羊茅根系平均直径无显著影响(P> 0.05)(图5)。随着盐浓度增加, 高羊茅根系平均直径有降低趋势(P> 0.05), 且添加硅对高羊茅根系平均直径有增加趋势(P> 0.05)。

图5

Fig. 5

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	图5 不同盐浓度下硅对高羊茅根系平均直径的影响Fig. 5 Effect of the addition of silicon on the average root diameter of tall fescue at different salt concentrations

硅、盐浓度均极影响了高羊茅根系总长(P< 0.01), 二者的互作对其有显著影响(P< 0.05)(图6)。随着盐浓度增加, 高羊茅根系总长逐渐减少, 盐浓度≤ 250 mmol· L^-1时, 高羊茅根系总长随盐浓度增加显著降低(P< 0.05)。盐浓度≤ 150 mmol· L^-1时, 硅显著提高了高羊茅根系总长(P< 0.05); 当盐浓度≥ 200 mmol· L^-1时, 硅对高羊茅根系总长无显著影响; 盐浓度为150 mmol· L^-1时, 添加硅较不添加硅高羊茅根系总长增幅最大, 为36%。

图6

Fig. 6

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	图6 不同盐浓度下硅对高羊茅根系总长的影响Fig. 6 Effect of the addition of silicon on the total length of roots of tall fescue at different salt concentrations