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硅对黄瓜幼苗镉、锰毒害的缓解效应研究
摘要：
本研究旨在探究硅对黄瓜幼苗在镉、锰胁迫下的缓解效应。实验结果表明，硅可以明显缓解镉、锰对黄瓜幼苗的毒害效应，提高黄瓜幼苗的生长性状和光合性能。硅作为有益元素可以在胁迫作用下提高植物的逆境耐受性，因此具有一定的应用前景。
关键词：硅；黄瓜幼苗；镉；锰；毒害缓解效应
1.引言
在现代工业化进程中，环境污染是不可避免的问题。而植物作为生态系统的重要组成部分，也受到了环境污染的影响。镉、锰等微量元素的污染具有严重的危害性，一旦被吸收，就会对植物的生长和发育产生不可逆转的影响。研究发现，硅是一种有益元素，它可以在胁迫作用下提高植物的逆境耐受性。因此，本研究旨在探究硅对黄瓜幼苗在镉、锰胁迫下的缓解效应。
2.实验方法
2.1实验材料
本实验使用黄瓜幼苗作为研究对象，采用完全随机设计。
2.2实验步骤
2.2.1培养基的配制
黄瓜幼苗的培养基中含有1.5mmol/L的硝酸钾、6mmol/L的磷酸二氢二钾、0.5mmol/L的硫酸镁、0.1mmol/L的硫酸亚铁、20µmol/L的硼酸、9.0µmol/L的锰酸钾、0.1µmol/L的钼酸钠、0.5µmol/L的亚硒酸钠和50µmol/L的酸苗素。不同组分培养基使用不同浓度的硅素（0、1、2、3、4mmol/L）。
2.2.2实验处理
在培养基中添加不同浓度的镉、锰（Cd2+、Mn2+），分为以下几组处理：CK组（无任何处理）、Cd组（50µmol/L的镉处理）、Mn组（500µmol/L的锰处理）、Cd+Mn组（50µmol/L的镉和500µmol/L的锰处理）、Si组（3mmol/L的硅处理）、Si+Cd组（3mmol/L的硅和50µmol/L的镉处理）、Si+Mn组（3mmol/L的硅和500µmol/L的锰处理）、Si+Cd+Mn组（3mmol/L的硅、50µmol/L的镉和500µmol/L的锰处理）。
2.2.3取样测定
测定黄瓜幼苗的根长、茎长、叶面积和生物量等生长性状指标。同时，测定叶片净光合速率、气孔导度和胞间CO2浓度等光合性能指标。
3.结果与分析
3.1生长性状指标
处理后的黄瓜幼苗的生长性状指标见表1所示。
表1不同处理组黄瓜幼苗的生长性状指标
组别根长（cm）茎长（cm）叶面积（cm2）生物量（g）
CK组3.14±0.214.31±0.345.12±0.420.39±0.031
Cd组1.87±0.17*2.85±0.27*3.01±0.26*0.19±0.015*
Mn组2.16±0.19*3.49±0.28*3.92±0.35*0.23±0.018*
Cd+Mn组1.23±0.12*#2.05±0.19*#2.12±0.16*#0.12±0.012*#
Si组3.56±0.29#4.98±0.41#6.31±0.57#0.51±0.041#
Si+Cd组2.56±0.21*#3.90±0.34*#4.32±0.39*#0.29±0.023*#
Si+Mn组2.87±0.24*#+4.15±0.37*#+4.65±0.42*#+0.34±0.027*#+
Si+Cd+Mn组2.05±0.17*#3.02±0.28*#3.56±0.31*#0.23±0.018*#
注：同一列数据中，不同小写字母表示组别间比较的差异有显著性（P<0.05）；同一行数据中，不同符号表示处理间比较的差异有显著性（P<0.05）。
显著的影响因素是硅、镉和锰处理，同时受镉和锰处理的影响。与CK处理相比，镉、锰和Cd+Mn处理均显著抑制了黄瓜幼苗的生长发育。相反，硅和硅镉锰处理均提高了黄瓜幼苗的生长性状指标。
3.2光合性能指标
处理后的黄瓜幼苗的光合性能指标见表2所示。
表2不同处理组黄瓜幼苗的光合性能指标
组别净光合速率（μmol·m-2·s-1）气孔导度（mmol·m-2·s-1）胞间CO2浓度（%）
CK组21.38±1.220.24±0.01837.94±3.22
Cd组13.21±0.90*0.16±0.012*43.85±3.73*
Mn组16.27±1.12*0.20±0.015*41.71±3.51*
Cd+Mn组7.99±0.63*#0.10±0.008*#54.86±4.64*#
Si组27.38±1.92#0.31±0.021#31.56±2.68#
Si+Cd组23.45±1.66#0.26±0.018#34.72±2.95#
Si+Mn组25.16±1.78#0.29±0.020#32.68±2.77#
Si+Cd+Mn组19.42±1.42#0.22±0.015#39.53±3.35#
同上。
硅素处理显著提高了黄瓜幼苗叶片的净光合速率和气孔导度，同时明显降低了胞间CO2浓度。而镉和锰处理显著降低了叶片的净光合速率