Dynamic effects of different concentrations of magnesium on the photosynthetic characteristics and antioxidant activity of new leaves in Cunninghamia lanceolata

doi:10.16178/j.issn.0528-9017.20240659

Abstract

Abstract:

To investigate the effects of magnesium on the growth of Cunninghamia lanceolata, this study used one-year Cunninghamia lanceolata as test materials and designed three magnesium concentration nutrient solutions, Mg0 (0 mmol·L^-1), Mg1 (1 mmol·L^-1), and Mg3 (3 mmol·L^-1). The dynamic effects of different concentrations of magnesium on the photosynthetic pigment content, chlorophyll fluorescence parameters, malondialdehyde (MDA) content, superoxide dismutase (SOD) activity, catalase (CAT) activity, and peroxidase (POD) activity in newly formed leaves of Cunninghamia lanceolata were analyzed. The results showed that the content of photosynthetic pigments in new leaves of Cunninghamia lanceolata seedlings under Mg1 and Mg3 treatment was significantly (p<0.05) higher than that under Mg0 treatment on 60 and 90 days of growth. The chlorophyll fluorescence parameters under Mg1 or Mg3 treatment were significantly higher than those under Mg0 treatment on 60 and 120 days of growth. On 120 days of growth, POD and CAT activities were significantly higher under Mg1 and Mg3 treatment than that under Mg0 treatment, and MDA content was significantly lower than that under Mg0 treatment. Therefore, 1 mmol·L^-1 may be the critical point for magnesium to promote effective growth of new leaves of Cunninghamia lanceolata.

Key words: Cunninghamia lanceolata, magnesium concentration, photosynthetic pigment, chlorophyll fluorescence, antioxidant enzyme activity

CLC Number:

S791.27

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Figures/Tables 3

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生长时间/ d	处理	叶绿素a(chla)含量/ (mg·g^-1)	叶绿素b(chlb)含量/ (mg·g^-1)	总叶绿素(chl)含量/ (mg·g^-1)	类胡萝卜素含量/ (mg·g^-1)
30	Mg0	0.93±0.16 a	0.37±0.05 a	1.30±0.21 a	2.85±0.48 a
	Mg1	0.70±0.13 b	0.29±0.04 b	0.99±0.17 b	2.12±0.41 a
	Mg3	0.82±0.13 a	0.33±0.04 a	1.15±0.17 a	2.56±0.41 a
60	Mg0	1.50±0.01 b	1.40±0.02 b	2.87±0.02 b	5.60±0.06 b
	Mg1	1.71±0.04 a	1.51±0.07 a	3.22±0.02 a	6.51±0.12 a
	Mg3	1.67±0.03 a	1.50±0.01 a	3.16±0.03 a	6.34±0.09 a
90	Mg0	1.40±0.08 b	1.37±0.04 b	2.78±0.11 b	5.22±0.30 b
	Mg1	1.62±0.04 a	1.51±0.02 a	3.14±0.10 a	5.86±0.23 a
	Mg3	1.68±0.03 a	1.54±0.04 a	3.22±0.04 a	5.82±0.32 a
120	Mg0	1.28±0.05 a	0.61±0.02 a	1.89±0.07 a	4.64±0.19 a
	Mg1	1.23±0.01 a	0.57±0.01 a	1.80±0.01 a	4.20±0.03 b
	Mg3	1.10±0.06 b	0.51±0.04 b	1.62±0.10 b	3.77±0.24 b

生长时间/ d	处理	叶绿素a(chla)含量/ (mg·g^-1)	叶绿素b(chlb)含量/ (mg·g^-1)	总叶绿素(chl)含量/ (mg·g^-1)	类胡萝卜素含量/ (mg·g^-1)
30	Mg0	0.93±0.16 a	0.37±0.05 a	1.30±0.21 a	2.85±0.48 a
	Mg1	0.70±0.13 b	0.29±0.04 b	0.99±0.17 b	2.12±0.41 a
	Mg3	0.82±0.13 a	0.33±0.04 a	1.15±0.17 a	2.56±0.41 a
60	Mg0	1.50±0.01 b	1.40±0.02 b	2.87±0.02 b	5.60±0.06 b
	Mg1	1.71±0.04 a	1.51±0.07 a	3.22±0.02 a	6.51±0.12 a
	Mg3	1.67±0.03 a	1.50±0.01 a	3.16±0.03 a	6.34±0.09 a
90	Mg0	1.40±0.08 b	1.37±0.04 b	2.78±0.11 b	5.22±0.30 b
	Mg1	1.62±0.04 a	1.51±0.02 a	3.14±0.10 a	5.86±0.23 a
	Mg3	1.68±0.03 a	1.54±0.04 a	3.22±0.04 a	5.82±0.32 a
120	Mg0	1.28±0.05 a	0.61±0.02 a	1.89±0.07 a	4.64±0.19 a
	Mg1	1.23±0.01 a	0.57±0.01 a	1.80±0.01 a	4.20±0.03 b
	Mg3	1.10±0.06 b	0.51±0.04 b	1.62±0.10 b	3.77±0.24 b

生长时间/d	处理	初始荧光 F_o	可变荧光 F_v	最大荧光 F_m	PSⅡ潜在活性 F_v/ F_o	最大光化学效率 F_v/ F_m
30	Mg0	57.60±3.77 a	318.14±14.33 a	512.82±35.55 a	5.54±0.11 a	0.62±0.02 a
	Mg1	63.09±15.28 a	361.60±29.10 a	480.00±56.55 a	5.79±0.31 a	0.77±0.15 a
	Mg3	55.52±1.54 a	331.40±4.66 a	482.68±3.46 a	5.97±0.08 a	0.69±0.01 a
60	Mg0	119.98±2.56 b	527.69±10.20 b	647.66±12.76 b	4.40±0.01 b	0.81±0.01 b
	Mg1	128.32±4.54 a	491.86±0.71 b	708.44±38.16 a	3.11±0.06 c	0.81±0.01 b
	Mg3	125.83±4.29 a	582.61±33.88 a	650.18±3.83 b	4.63±0.11 a	0.90±0.05 a
90	Mg0	131.08±8.34 a	381.73±27.21 a	512.82±35.55 a	2.91±0.02 b	0.74±0.01 a
	Mg1	114.28±1.52 a	368.40±11.94 a	480.00±56.55 a	3.23±0.03 a	0.78±0.10 a
	Mg3	114.95±11.41 a	365.05±45.14 a	482.68±3.46 a	3.17±0.08 a	0.76±0.10 a
120	Mg0	95.79±7.32 b	394.86±10.90 b	503.15±14.82 b	4.12±0.13 b	0.78±0.01 b
	Mg1	93.08±1.22 c	385.10±8.28 b	518.60±9.64 a	4.14±0.06 b	0.74±0.01 c
	Mg3	97.82±2.26 a	420.77±7.38 a	478.67±9.28 b	4.30±0.02 a	0.88±0.01 a

生长时间/d	处理	初始荧光 F_o	可变荧光 F_v	最大荧光 F_m	PSⅡ潜在活性 F_v/ F_o	最大光化学效率 F_v/ F_m
30	Mg0	57.60±3.77 a	318.14±14.33 a	512.82±35.55 a	5.54±0.11 a	0.62±0.02 a
	Mg1	63.09±15.28 a	361.60±29.10 a	480.00±56.55 a	5.79±0.31 a	0.77±0.15 a
	Mg3	55.52±1.54 a	331.40±4.66 a	482.68±3.46 a	5.97±0.08 a	0.69±0.01 a
60	Mg0	119.98±2.56 b	527.69±10.20 b	647.66±12.76 b	4.40±0.01 b	0.81±0.01 b
	Mg1	128.32±4.54 a	491.86±0.71 b	708.44±38.16 a	3.11±0.06 c	0.81±0.01 b
	Mg3	125.83±4.29 a	582.61±33.88 a	650.18±3.83 b	4.63±0.11 a	0.90±0.05 a
90	Mg0	131.08±8.34 a	381.73±27.21 a	512.82±35.55 a	2.91±0.02 b	0.74±0.01 a
	Mg1	114.28±1.52 a	368.40±11.94 a	480.00±56.55 a	3.23±0.03 a	0.78±0.10 a
	Mg3	114.95±11.41 a	365.05±45.14 a	482.68±3.46 a	3.17±0.08 a	0.76±0.10 a
120	Mg0	95.79±7.32 b	394.86±10.90 b	503.15±14.82 b	4.12±0.13 b	0.78±0.01 b
	Mg1	93.08±1.22 c	385.10±8.28 b	518.60±9.64 a	4.14±0.06 b	0.74±0.01 c
	Mg3	97.82±2.26 a	420.77±7.38 a	478.67±9.28 b	4.30±0.02 a	0.88±0.01 a