Agronomie 23 (2003) 349-354
DOI: 10.1051/agro:2003008

Influence of silicon on aluminium toxicity in common and durum wheats

Ferenc Zsoldos^a, Agnes Vashegyi^a, Attila Pecsvaradi^a and Lajos Bona<sup>b

a</sup>  Department of Plant Physiology, University of Szeged, PO Box 654, 6701 Szeged, Hungary
^b  Cereal Research Non-Profit Co. PO Box 391, 6701 Szeged, Hungary

(Received 31 July 2001; revised 31 September 2002; accepted 22 October 2002)

Abstract
In acid soils, aluminium toxicity is the primary stress factor limiting the growth of plants. Silicon may reduce the toxic effects of Al in hydroponic culture. The objective of this study was to examine the effects of Al and Si treatments on the growth and potassium uptake of roots and transport to the shoots of an Al-resistant common wheat (Triticum aestivum L.) and an Al-sensitive durum wheat (T. durum Desf.). Seedlings were grown hydroponically, at pH 4.1, with different levels of Al and Si. Increased levels of Al (0-100 M) in the solution reduced root growth; however, shoot growth was not influenced, except in durum wheat in 7-d experiments. Si in the growth solution enabled plants to overcome Al toxicity symptoms. Seedlings of durum wheat proved to be more sensitive to Al and Si treatments. In short-term (6 h) uptake experiments, Si reduced the stimulatory effect of Al on K ⁺( ⁸⁶Rb) uptake of roots, which indicated a definite Al-Si interaction, principally in the roots. In long-term (4 d) Si pre-treatment experiments, no post-effect was detected.

Résumé
Influence du silicium sur la toxicité de l'aluminium chez le blé tendre et le blé dur. Dans les sols acides, la toxicité de l'aluminium est la première contrainte qui limite la croissance des plantes. Le silicium pourrait réduire les effets toxiques de l'aluminium en culture hydroponique. L'objectif de cette étude a été d'examiner les effets des traitements à base d'aluminium et de silicium sur la croissance et l'absorption de potassium des racines et son transport vers les tiges d'un blé tendre résistant à la toxicité de l'Al (Triticum aestivum L.) et d'un blé dur sensible à l'Al (Triticum durum Desf.). Les semis ont été effectués en culture hydroponique à un pH de 4.1 avec différents niveaux d'Al et de Si. L'accroissement des niveaux d'Al (0 à 100 M) dans la solution a réduit la croissance des racines, alors que la croissance des tiges n'était pas influencée excepté pour le blé dur dans les expériences de 7 jours. Le Si dans les solutions nutritives a permis aux plantes d'échapper aux symptômes de la toxicité de l'Al. Les semis de blé dur ses ont montré être plus sensibles au traitement à l'Al et Si. Dans les expériences d'absorption à court-terme (6 heures), le Si a réduit l'effet stimulant de l'Al sur le prélèvement de K ⁺( ⁸⁶Rb) par les racines qui indiquaient une interaction définie Al-Si principalement dans les racines. Dans les expériences de pré-traitement avec Si à long terme (4 jours) aucun effet remanant n'a été détecté.

Key words: aluminium / silicon / potassium uptake / root elongation / silicic acid / wheat

Mots clés : aluminium / silicium / prélèvement de potassium / élongation des racines de blé

Correspondence and reprints: Ferenc Zsoldos
    e-mail: zsoldos@bio.u-szeged.hu

Communicated by Peter Barraclough (Harpenden Herts, UK)

© INRA, EDP Sciences 2003