A Medicago sativa L. csírázása, fejlődése és fémfelvétele nehézfémmel szennyezett agyagbemosódásos barna erdőtalajon
DOI:
https://doi.org/10.56617/tl.3901Kulcsszavak:
lucerna, nehézfém felvétel, növény növekedés és biomassza, agyagbemosódásos barna erdőtalajAbsztrakt
A növényeknek a nehézfémekkel szennyezett talajok javítása érdekében történő felhasználása biztonságos ökológiai módszer. Laboratóriumi kísérletben, Petri csészében 3 réteg Whatman típusú szűrőpapírt áztattunk 50 ml, 0, 10, 20, 40, 80 és 160 µM koncentrációjú Cd, Cu, Ni, Pb és Zn oldattal, 21 napon keresztül. A kísérlet célja az volt, hogy meghatározzuk a nehézfémeknek a fertőtlenített lucerna magvak csírázására, gyökér és hajtás növekedésére történő hatását. Az in vivo kísérleteket üvegházban végeztük, ahol lucerna magvakat csíráztattunk 2 kg nehézfémekkel (Cd, Cu, Ni, Pb and Zn) szennyezett agyagbemosódásos barna a erdőtalajt tartalmazó műanyag ládákban, 8 héten keresztül. A talaj a nehézfémeket 0, 10, 20, 40, 80 to 160 mg/kg koncentrációban tartalmazta. Az in vitro kísérletek azt mutatják, hogy a Cd, Cu, Ni és Pb 80 és 160 µM-nál magasabb koncentrációja gátolta a csírázást, a gyökér és hajtás növekedést. A csírázást gátló fémek toxicitása a következőképpen alakult: Cd > Cu > Ni > Pb > Zn. Habár, a csírázás mértéke fokozódott a Zn összes vizsgált koncentrációjánál. A vizsgált fémek 10 és 20 µM koncentrációnál stimulálták a gyökér és hajtás növekedést, míg 10 és 20 mg/kg koncentrációnál növelték a növény biomassza tömegét. Megállapítottuk, hogy a lucerna – a 160 mg/kg koncentrációt kivéve – hatékony fejlődésre képes a Zn összes vizsgált koncentrációjánál. Az eredmények azt mutatják, hogy a lucerna alkalmas a talajhoz 10-160 mg/kg koncentrációban adott nehézfémek különböző mértékű felvételére. Végül megállapítottuk, hogy a növény bizonyos mértékben felhasználható a nehézfémekkel szennyezett talajok tisztításához.
Hivatkozások
Alloway B.J. 1995: Soil processes and the behaviour of heavy metals. pp.11–37. In. B.J. Alloway (ed.) Heavy metals in soils. Blackie Academic and Professional, London.
Alvarez-Ayuso E. 2008: Cadmium in soil-plant systems: an overview. Intern. J. Environ. Pollution, 33: 275-291. https://doi.org/10.1504/IJEP.2008.019399
Angel J.S., Linacre N.A. 2005: Metal phytoextraction-A survey of potential risks. Intern. J. Phytoremediation, 7: 241-254. https://doi.org/10.1080/16226510500215779
Baker A.J.M., Brooks R.R. 1998: Terrestrial higher plants which accumulate metals elements: A review of their distribution, ecology and phytochemistry. Biorecovery, 1: 81-126.
Bingham F.T., Sposito G., Strong J.E. 1984: The effect of chloride on the availability of cadmium. J. Environ. Qual., 13: 71-74. https://doi.org/10.2134/jeq1984.00472425001300010013x
Boominathan R., Doran P.M. 2003: Cadmium tolerance antioxidative defenses hyperaccumulator, Thlaspi caerulescens. Biotechnol. Bioengineering, 83: 158-167. https://doi.org/10.1002/bit.10656
Chaignon V., Hinsinger P. 2003: A biotest for evaluating copper bioavailability to plants in a contaminated soil. J. Environ. Qual., 32: 824-833. https://doi.org/10.2134/jeq2003.8240
Cheng T., Allen H.E. 2001: Prediction of uptake of copper from solution by lettuce (lactuca sativa romance). Environ. Toxicol. Chem., 20: 2544-2551. https://doi.org/10.1002/etc.5620201121
Chhotu J.D., Fulekar M.H. 2008: Phytotoxicity and remediation of heavy metals by alfalfa (Medicago sativa) in soil-vermicompost media. Adv. Nat. Appl. Sci., 2: 141-151.
Cui Y., Wang Q., Christie P. 2004: Effect of elemental sulphur on uptake of cadmium, zinc and sulphur by oilseed rape growing in soil contaminated with zinc and cadmium. Commun. Soil Sci. Plant Anal., 35: 2905-2916. https://doi.org/10.1081/CSS-200036494
Fitamo D., Itana F., Olsson M. 2007: Total contents and sequential extraction of heavy metals in soils irrigated with wastewater, Akaki, Ethiopia. Environ. Mgmt., 39: 178-193. https://doi.org/10.1007/s00267-006-0074-4
Gerard E., Echevarria G., Sterckeman T., More J.L. 2000: Cadmium availability to three plant species varying in cadmium accumulation pattern. J. Environ. Qual., 29: 1117-1123. https://doi.org/10.2134/jeq2000.00472425002900040012x
Giller K.E., Witter E., Mcgrath S.P. 1998: Toxicity of heavy metals to microorganisms and microbial processes in agricultural soils. Soil Biol. Biochem., 30: 1389-1414. https://doi.org/10.1016/S0038-0717(97)00270-8
Gondek K., Filipek-Mazur B. 2003: Biomass yields of shoots and roots of plants cultivated in soil amended by vermicomposts based on tannery sludge and content of heavy metals in plant issues. Soil Environ., 49: 402-409. https://doi.org/10.17221/4144-PSE
Grifferty A., Barrington S. 2000: Zinc uptake by young wheat plants under two trand piration regimes. J. Environ. Qual., 29: 443-446. https://doi.org/10.2134/jeq2000.00472425002900020011x
Guiweia Q., De Varennesa A, Martinsa L.L., Mouratoa M.P., Cardosoa A.I., Motab A.M., Pintoc A.P., Gonçalvesb M.L. 2010: Improvement in soil and sorghum health following the application of polyacrylate polymers to a Cd-contaminated soil. J. Hazardous Materials, 173: 570-575. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2009.08.124
Gyawali R., Lekhak H.D. 2006: Chromium tolerance of rice (Oryza sativa L.) cultivars from Kathmandu valley. Nepal. Scientific World, 4: 4-10.
Holm P.E., Christensen H.T., Tjell J.C., Mcgrath S.P. 1995: Heavy metals in the environment. Speciation of cadmium and zinc with application to soil solutions. J. Environ. Qual., 24: 183-190. https://doi.org/10.2134/jeq1995.00472425002400010025x
Ilyin I., Rosovskaya O., Tranikov O., Aas W., Hettelingh J.P., Reindsg.J. 2008: Heavy metals: trand boundary pollution of the environment. EMEP Status Report 2/2008 (JointMSC-E and CCC and CCE Report). Convention on Long-range Trand boundary Air Pollution.
Joshi U.N., Luthra Y.P. 2000: Diversification of agriculture for human nutrition. Current Sci., 78: 1-4.
Klassen S.P., Mclean J.E., Grossel P.R., Sims R.C. 2000: Fate and behavior of lead in soils planted with metal resistant species (River birch and small wing sedge). J. Environ. Qual., 29: 1826-1834. https://doi.org/10.2134/jeq2000.00472425002900060013x
Lasat M.M. (2002): Phytoextraction of toxic metals: A review of biological mechanisms, J. Environ. Qual., 31: 109-120. https://doi.org/10.2134/jeq2002.1090
Lopez M.L., Peralta-Videa J.R., Benitez T., Gardea-Torresdey J.L. 2005: Enhancement of lead uptake by alfalfa (Medicago sativa) using EDTA and a plant growth promoter. Chemosphere, 61: 595-598. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2005.02.028
Ma J.H., Chu C.J., Li J., Song B. 2009: Heavy metal pollution in soils on railroad side of Zhengzhou-Putian section of Longxi-Haizhou Railroad, China. Pedosphere, 19: 121-128. https://doi.org/10.1016/S1002-0160(08)60091-0
Mico C., Rectala L., Peris M., Sanches J. 2006: Assessing heavy metal sources in agricultural soils of an European Mediterranean area by multivariate analysis. Chemosphere, 65: 863-872. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2006.03.016
Nicholson F.A., Smith S.R., Alloway B.J., Carlton-Smith C., Chambers B.J. 2003: An inventory of heavy metals inputs to agricultural soils in England and Wales. The Science of the Total Environment, 311: 205-219. https://doi.org/10.1016/S0048-9697(03)00139-6
Nouri J., Peterson P.J., Alloway J.B. 2001: Effect of variation in harvest time on the uptake of metals by barley plants from soil amended with sludge and compost. J. Biol. Sci., 1: 1056-1059. https://doi.org/10.3923/jbs.2001.1056.1059
Ormrod D.P., Hale J.C., Allen O.B. 1986: Joint action of particulate fall-out Nickel and rooting medium nickel on soybean plants. Environ. Pollution, 41: 277-291. https://doi.org/10.1016/0143-1471(86)90075-9
Peralta-Videa J.R., De La Rosag., Gonzalez J.H., Gardea-Torresdey J.L. 2004: Effects of the growth stage on the heavy metal tolerance of alfalfa plants. Adv. Environ. Res., 8: 679-685. https://doi.org/10.1016/S1093-0191(03)00040-6
Pivetz B.E. 2001: Phytoremediation of contaminated soil and ground water at hazardous waste sites. United States Environmental Protection Agency, 1-35.
Rehab F.B., Prevost D., Tyagi R.D. 2002: Growth of alfalfa in sludge-amended soils and inoculated with rhizobia produced in sludge. J. Environ. Qual., 31: 1339-1348. https://doi.org/10.2134/jeq2002.1339
Roy S., Labelle S., Mehta P., Mihoc A., Fortin N., Masson C., Leblanc R., Chateauneuf G., Sura C., Gallipeau C., Olsen C., Delisle S., Labrecque M., Greer C.W. 2005: Phytoremediation of heavy metal and PAH-contaminated brownfield sites. Plant and soil, 272: 277-290. https://doi.org/10.1007/s11104-004-5295-9
Shen Z.G., Li X.D., Wang C.C., Chen H.M., Chua H. 2002: Lead phytoextraction from contaminated soil with high-biomass plant species. J. Environ. Qual., 31: 1893-1900. https://doi.org/10.2134/jeq2002.1893
Tiemann K.J., Gardea-Torresdey J.L., Gamez G., Dokken K. 1998: Interference studies for multimetal binding by Medicago sativa (alfalfa). Depart. Chem. Environ. Sci. Eng., University of Texas. Proceedings of the 1998 Conf. on Hazardous Waste Res., pp. 63.Urban H. 2007: Impact of urban agriculture. Highlights of urban harvest research and development, 2003-2006. pp. 66.
Vasiliadou S., Dordas C. 2009: Increased concentration of soil cadmium affects on plant growth, dry matter accumulation, Cd, and Zn uptake of different tobacco cultivars (Nicotiana tabacum L.). Intern. J. Phytoremediation, 11: 115-130. https://doi.org/10.1080/15226510802378400
Vincent J.M. 1970: Manual of techniques for the study of root nodule bacteria. IBP Handbook. Blackwell Scientific Publications. Oxford.
Wu Y., Hendershot W. 2010: Effect of Calcium and pH on Copper Binding and Rhizotoxicity to Pea (Pisum sativum L.) Root: Empirical Relationships and Modeling. Archives of Environmental Contamination and Toxicology, 59: 109-119. https://doi.org/10.1007/s00244-009-9450-4
Xiong Z.T. 1998: Lead uptake and effects on seed germination and plant growth in a Pb hyperaccumulator Brassica pekinensis Rupr. Bull. Environ. Contam. Toxicol., 6: 258-291.Yang X.E., Peng H.Y., Jiang L.Y. 2005: Phytoremediation of copper from contaminated soil by Elsholtzia splendens as affected by https://doi.org/10.1007/s001289900623
EDTA, citric acid and compost. Intern. J. Phytoremediation, 7: 69-83.Zhu D., Schwab A.P., Banks M.K. 1999: Heavy metal leaching from mine tailings as affected by plants. J. Environ. Qual., 28: 1727-1732. https://doi.org/10.2134/jeq1999.00472425002800060006x
Letöltések
Megjelent
Folyóirat szám
Rovat
License
Copyright (c) 2011 Laila M.H. Abusriwil, Hosam E.A.F. Bayoumi Hamuda, Alaelddin A. Elfoughi
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
A folyóirat Open Access (Gold). Cikkeire a Creative Commons 4.0 standard licenc alábbi típusa vonatkozik: CC-BY-NC-ND-4.0. Ennek értelmében a mű szabadon másolható, terjeszthető, bemutatható és előadható, azonban nem használható fel kereskedelmi célokra (NC), továbbá nem módosítható és nem készíthető belőle átdolgozás, származékos mű (ND). A licenc alapján a szerző vagy a jogosult által meghatározott módon fel kell tüntetni a szerző nevét és a szerzői mű címét (BY).
