efectos de diferentes tratamientos con fuentes de silicio en plántulas de arroz 2018-09

efectos de diferentes tratamientos con fuentes de silicio en plántulas de arroz 2018-09

Efectos de diferentes tratamientos con fuentes de silicio en plántulas de arroz
Departamento de Industria Vegetal de la Universidad Nacional de Ciencia y Tecnología de Pingtung

1. Introducción
El arroz ( Oryza sativa L .) pertenece a la familia Poaceae (Gramineae) Las plantas monocotiledóneas prefieren un clima cálido y lluvioso. Taiwán se encuentra en una zona de clima tropical y subtropical, con abundantes lluvias y altas temperaturas, lo cual es adecuado para el cultivo del arroz. Taiwán puede cultivar dos temporadas de arroz al año. Es la industria con mayor área de siembra y mayor número de agricultores. Es el cultivo más importante en Taiwán. El arroz contiene 72-79% de carbohidratos, es la mayor fuente de calorías para los seres humanos, también consta de 7,0-9,0% de proteína vegetal, 0,6-2,5% de grasa, 0,1-2,0% de fibra dietética y 0,4% ~1,0% ceniza y es rico en minerales, vitaminas B, etc. El arroz tiene beneficios considerables para los humanos.

El silicio (Si) es un elemento nutriente mineral esencial para el crecimiento y desarrollo de las plantas. Desempeña un papel importante en las plantas. La aplicación de fertilizante de silicio puede formar una capa doble de cutícula y silicio debajo del tejido epidérmico, lo que puede mejorar significativamente la resistencia al acame del arroz. Durante el crecimiento del arroz, el fertilizante de silicio puede hacer que el ángulo de extensión de las hojas de arroz sea más pequeño y que las hojas se mantengan erguidas para mejorar la eficiencia fotosintética. Además, el silicio puede formar complejos con compuestos orgánicos en la pared celular epidérmica, aumentando así su resistencia a la degradación enzimática. Por lo tanto, en este experimento, las plántulas de arroz se trataron con tres tipos de fuentes de silicio, incluido el dióxido de silicio (líquido), el dióxido de silicio (coloidal) y el silicato de potasio, para comprender los efectos de las diferentes fuentes de silicio en el crecimiento del arroz y la actividad antioxidante.

2. Método de materiales
En este experimento, se cultivó arroz por hidroponía y se seleccionó Kaohsiung No. 145 como variedad experimental. Todos los materiales de fuente de silicio fueron proporcionados por Diamond Nano-Biochem. Co., Ltd. Al comienzo del experimento, se discutió la concentración óptima de tratamiento de arroz tratado con diferentes fuentes de silicio. En el experimento, se colocaron alrededor de 20 semillas de arroz germinadas en cada copa hidropónica y luego se transfirieron a la cámara de crecimiento durante una semana antes de agregar diferentes concentraciones de silicio a la solución hidropónica. Después de confirmar la concentración de tratamiento óptima de cada fuente de silicio, el arroz se trató con la concentración óptima. Se analizó el contenido de clorofila. También se analizó la actividad de enzimas antioxidantes, incluyendo superóxido dismutasa (SOD), catalasa (CAT), ascorbato peroxidasa (APX) y glutatión reductasa (GR). Cada uno de los tratamientos anteriores se realizó por cuadruplicado. Los datos de este experimento se probaron mediante análisis de varianza (ANOVA) y diferencia mínima significativa (LSD).

3. Resultados
1. Análisis de las características de crecimiento de las plántulas de arroz tratadas con diferentes fuentes de silicio
El arroz se trató con diferentes fuentes de silicio después de una semana de crecimiento en la cámara de crecimiento. Las concentraciones de tratamiento fueron:

(a) Sílice líquida (Liq): 0x, 1000x, 1500x y 2000x.
(b) Sílice coloidal (Col): 0x, 800x, 1000x y 1500x.
(c) Silicato de potasio (PS): 0x, 1000x, 1500x y 2000x.

En la siguiente tabla (Tabla 1), se puede ver que la concentración óptima de cada fuente de silicio es: sílice líquida 1000x, sílice coloidal 1000x y silicato de potasio 1500x. En este experimento se puede encontrar que en cuanto a la altura de la planta, la sílice líquida y el silicato de potasio tienen mejores efectos, seguidos de la sílice coloidal. En términos de peso seco sobre el suelo, el silicato de potasio es más alto; en términos de peso seco para las partes subterráneas, el efecto de la sílice es mejor que el del silicato de potasio y el efecto de la sílice coloidal es mejor.

Cuadro 1. Efectos de diferentes tratamientos de concentración de fuentes de silicio en las características agronómicas del arroz

fuente de silicio Concentración Altura de la planta (cm) Longitud de la raíz (cm) sobre el suelo Bajo tierra
Peso fresco (g) Peso seco (g) Peso fresco (g) Peso seco (g)
sílice líquida 0x 19.28 AB 13.64 Aa 0.572 0.0909 0.05 0.0347
1,000x 19.77 ABa 13.15 Aa 0.6086 0.0964 0.046 0.0363
1,500x 18.95 AB 12.89 .Aa 0.5214 0.0891 0.0369 0.0314
2,000x 19.13 ABa 12.76 Ab 0.5332 0.0925 0.0435 0.0357
Sílice coloidal 0X 18.3 Sib 12.36 Aa 0.5472 0.0946 0.0726 0.037
800x 17.53 a.C. 12.62 Aa 0.5283 0.0895 0.0836 0.0414
1,000x 19.06 Ba 12.16 Aa 0.6097 0.1034 0.1164 0.0449
1,500x 18.99 Ba 12.34 Aa 0.5957 0.0962 0.0878 0.0396
Silicato de potasio 0x Anuncio 19.8 11.47 Ba 0.5894 0.0839 0.067 0.0377
1,000x 20.44 Ac 9.65 Ba 0.5854 0.0982 0.0412 0.0285
1,500x 21.52 Ab 10.04 Ba 0.6667 0.1106 0.0589 0.0325
2,000x 22.10 Aa 9.46 Ba 0.6513 0.1157 0.0329 0.0285
Las letras mayúsculas indican diferencias entre tratamientos con diferentes fuentes de silicio; las letras minúsculas indican diferencias entre tratamientos con diferentes concentraciones de la misma fuente de silicio. Letras diferentes indican diferencias significativas entre tratamientos (P ≤ 0.05).
Al observar la apariencia de las plántulas de arroz con la concentración óptima de diferentes fuentes de silicio, no hubo diferencias significativas en la apariencia entre cada tratamiento (Fig. 1), lo que indica que las diferentes fuentes de silicio no afectaron el crecimiento de las plántulas de arroz después del tratamiento.
Figura 1. Efectos de diferentes fuentes de silicio en el crecimiento de plántulas de arroz.
Después de una semana de crecimiento del arroz, sin tratar (a), sílice líquida 1000x (b), sílice coloidal 1000x (c) y silicato de potasio 1500x (d).

 

2. Efectos de diferentes fuentes de silicio sobre la clorofila en el arroz
Cuando el arroz creció hasta la etapa de tres hojas, se usaron 90-100 mg de hojas de arroz de cada tratamiento para determinar el contenido de clorofila y se realizaron cuatro repeticiones. De los resultados de la investigación en la Tabla 2, se puede ver que no hay una diferencia significativa en el contenido de clorofila entre cada tratamiento con fuente de silicio y el grupo de control, lo que indica que los diferentes tratamientos con fuente de silicio no tendrán un impacto negativo en la fisiología del arroz.

Tabla 2. Efectos de diferentes tratamientos con fuentes de silicio sobre la clorofila en plántulas de arroz
fuente de silicio Concentración contenido de clorofila a Contenido de clorofila b clorofila total
contenido
Grupo de control 0x 1,62±0,15a 0,43±0,05a 2,05±0,20a
sílice líquida 1,000x 1,61±0,10a 0,42±0,03a 2,03±0,13a
Sílice coloidal 1,000x 1,53±0,06a 0,40±0,02a 1,93±0,08a
Silicato de potasio 1,500x 1,42±0,18a 0,37±0,05a 1,79±0,23a

Letras diferentes indican diferencias en el tratamiento (P ≤ 0.05)

3. Efectos de diferentes tratamientos con fuentes de silicio sobre las actividades de enzimas antioxidantes en plántulas de arroz
El arroz se trató con la concentración óptima de diferentes fuentes de silicio y se analizó la actividad de las enzimas antioxidantes. Los resultados mostraron que no hubo diferencias significativas en la actividad de SOD y CAT en comparación con el grupo de control. Sin embargo, en términos del rendimiento de la actividad APX, todas las plántulas de arroz tratadas con una fuente de silicio disminuyeron la actividad APX, pero en términos del rendimiento de la actividad GR, el tratamiento con sílice coloidal mostró una tendencia más alta (Fig. 2).

Figura 2. Efectos de diferentes tratamientos con fuentes de silicio sobre las actividades de las enzimas antioxidantes SOD (a), CAT (b), APX (c) y GR (d) en plántulas de arroz.

4. Conclusión
Según los resultados anteriores, después de que las plántulas de arroz se trataron con diferentes fuentes de silicio, las concentraciones de tratamiento óptimas fueron 1000x de sílice líquida, 1000x de sílice coloidal y 1500x de silicato de potasio. En términos de cambio de actividad, el efecto del tratamiento con sílice es mejor que el del silicato de potasio, entre los cuales la sílice coloidal puede aumentar el peso seco subterráneo y aumentar la tendencia de la actividad GR. Los resultados de las pruebas se pueden utilizar como referencia para los agricultores al elegir fertilizantes de silicio.

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