Quantification of fine root responses to selenium toxicity

Abstract

Juurten kasvua voivat rajoittaa maan fysikaaliset tekijät, kuten vedenpuute ja suuri mekaaninen vastus. Myös kemialliset tekijät, kuten eräiden mikroravinteiden korkeat pitoisuudet, voivat heikentää juurten kasvuedellytyksiä. Seleeni (Se) on ihmiselle ja eläimille välttämätön alkuaine, joka on kuitenkin myrkyllinen jo verraten pieninä pitoisuuksina. Suomessa moniravinteisiin lannoitteisiin on vuodesta 1984 lähtien lisätty seleeniä rehun ja ruoan ravitsemuksellisen arvon parantamiseksi. Viljelykasvien ei ole katsottu välttämättä tarvitsevan seleeniä, mutta myös kasvien on vastikään havaittu hyötyvän pienestä seleenilisästä. Suuret lisäykset ovat selvästi haitallisia ja rajoittavat kasvin kasvua. Seleenin myrkytysoireiden ilmenemistä juurissa tutkittiin astiakokeessa, jossa salaattia ja raiheinää kasvatettiin melko suurilla, nousevilla seleenimäärillä (0, 0,1 ja 1,0 mg kg-1) lannoitetussa hiekkamaassa. Vertailusalaatin (Se ei lisätty) juuret tulivat vanhetessaan paksummiksi, kun taas niiden ominaispituus, -pinta-ala ja -tilavuus pienenivät. Suuri seleenilisäys aiheutti nuoren salaatin juurissa samanlaisia muutoksia kuin vanheneminen vertailusalaatissa. Kasvin vanhetessa seleenilannoituksen vaikutukset pienenivät tai muuttuivat vastakkaisiksi. Raiheinän juuret eivät reagoineet seleenin lisäykseen yhtä herkästi kuin salaatin juuret, mutta suurin seleenilisäys vähensi juurten kuivamassaa.

The morphological changes of lettuce and ryegrass roots in response to Se toxicity were quantified by image analysis. Based on the assumption that soil stresses increase endogenous ethylene production in plants, changes indicating higher construction costs for roots, such as decreased specific root length, were expected. As lettuce roots in soil without Se addition (control) became older, their width increased whereas their specific length, specific surface area and specific volume decreased. In younger lettuce, large Se additions induced changes resembling those identified in the control plant upon senescence. In older plants, Se fertilisation reversed these changes or made them smaller. Ryegrass roots were not as sensitive to added Se as lettuce roots; a lower dosage stimulated root growth but a higher one reduced it.