A study of the mechanism of nitrate nitrogen-induced cytokinin enhancement of strontium enrichment in Avena sativa

doi:10.11686/cyxb2023466

Abstract

Abstract:

This research investigated the effect of nitrate nitrogen on strontium enrichment ability of oat （Avena sativa） seedlings. The oat variety “Neimengkeyi-1” was used in the experiment. Three levels of strontium （0， 400 and 800 mg·kg^-1） and two levels of nitrate nitrogen （0 and 100 mmol·L^-1） were applied as treatments in a pot experiment. After 30 days of nitrate nitrogen treatment， the strontium uptake and distribution patterns， growth index， and leaf cytokinin concentration of the oat seedlings were examined. It was found that： 1） The dry weight of oat seedlings decreased with increasing concentration of strontium. However， nitrate nitrogen alleviated the inhibitory effect of the strontium on the growth of the oats. 2） The ability of oat tissues to accumulate strontium ranked： root>leaf>stem. Nitrate nitrogen promoted the accumulation of strontium and increased the strontium translocation of strontium within oat seedlings. 3） The cytokinin concentration increased with increase in the nitrate nitrogen concentration. The cytokinin concentration was positively correlated with the translocation factor. In conclusion， capacity for strontium accumulation was strongest in the roots. Nitrate nitrogen enhanced increase in cytokinin concentration on exposure to strontium and the resistance to strontium in oats. This study provided data applicable to strengthening phytoremediation of strontium contaminated soil.

Key words: oat, strontium, accumulation, cytokinin

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Figures/Tables 9

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硝态氮处理 Nitrate nitrogen treatment （mmol·L^-1）	锶处理 Strontium treatment （mg·kg^-1）	干重Dry weight （mg）			根冠比 Root to shoot ratio
硝态氮处理 Nitrate nitrogen treatment （mmol·L^-1）	锶处理 Strontium treatment （mg·kg^-1）	根 Root	茎 Stem	叶 Leaf	根冠比 Root to shoot ratio
0	0	60±1Aa	71±12Aa	74±11Ba	0.41Ac
	400	57±2Bb	52±8Bb	61±4Bb	0.50Ab
	800	54±1Bc	44±11Bb	52±6Bc	0.56Aa
10	0	62±1Aa	76±14Aa	84±9Aa	0.39Bc
	400	59±3Aab	71±8Ab	75±4Ab	0.40Bb
	800	58±1Ab	68±11Ab	68±7Ab	0.43Ba

硝态氮处理 Nitrate nitrogen treatment （mmol·L^-1）	锶处理 Strontium treatment （mg·kg^-1）	干重Dry weight （mg）			根冠比 Root to shoot ratio
硝态氮处理 Nitrate nitrogen treatment （mmol·L^-1）	锶处理 Strontium treatment （mg·kg^-1）	根 Root	茎 Stem	叶 Leaf	根冠比 Root to shoot ratio
0	0	60±1Aa	71±12Aa	74±11Ba	0.41Ac
	400	57±2Bb	52±8Bb	61±4Bb	0.50Ab
	800	54±1Bc	44±11Bb	52±6Bc	0.56Aa
10	0	62±1Aa	76±14Aa	84±9Aa	0.39Bc
	400	59±3Aab	71±8Ab	75±4Ab	0.40Bb
	800	58±1Ab	68±11Ab	68±7Ab	0.43Ba

硝态氮处理 Nitrate nitrogen treatment （mmol·L^-1）	锶处理 Strontium treatment （mg·kg^-1）	富集浓度 Accumulation concentration （mg·kg^-1）
硝态氮处理 Nitrate nitrogen treatment （mmol·L^-1）	锶处理 Strontium treatment （mg·kg^-1）	根 Root	茎 Stem	叶 Leaf
0	0	5±1Ac	2±1Ac	2±1Ac
	400	186±3Bb	77±8Bb	89±4Bb
	800	274±31Ba	112±11Ba	151±12Ba
10	0	6±1Ac	3±1Ac	3±1Ac
	400	226±12Ab	97±8Ab	139±4Ab
	800	324±31Aa	152±11Aa	221±12Aa

硝态氮处理 Nitrate nitrogen treatment （mmol·L^-1）	锶处理 Strontium treatment （mg·kg^-1）	富集浓度 Accumulation concentration （mg·kg^-1）
硝态氮处理 Nitrate nitrogen treatment （mmol·L^-1）	锶处理 Strontium treatment （mg·kg^-1）	根 Root	茎 Stem	叶 Leaf
0	0	5±1Ac	2±1Ac	2±1Ac
	400	186±3Bb	77±8Bb	89±4Bb
	800	274±31Ba	112±11Ba	151±12Ba
10	0	6±1Ac	3±1Ac	3±1Ac
	400	226±12Ab	97±8Ab	139±4Ab
	800	324±31Aa	152±11Aa	221±12Aa

硝态氮处理 Nitrate nitrogen treatment （mmol·L^-1）	锶处理 Strontium treatment （mg·kg^-1）	土壤pH值 Soil pH value
0	0	8.3±0.2Aa
	400	8.1±0.3Aa
	800	7.9±0.2Aa
10	0	6.3±0.5Ba
	400	6.4±0.3Ba
	800	6.2±0.3Ba