Dyskryminacja ołowiu w roślinach przez wapń i magnez

• Autorzy: Musielińska R. , Kowol J. , Kwapuliński J. , Rochel R. , Oleś U.

Warianty tytułu

EN

Discrimination of lead in plants by calcium and magnesium

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Analizując występowanie ołowiu, wapnia i magnezu w grupie wybranych gatunków roślin nie można pominąć kwestii potencjalnych interakcji w roślinie między tymi pierwiastkami. Efektem przebiegu procesu ich kumulacji w poszczególnych częściach morfologicznych roślin może być dyskryminacja jednych kosztem obecności pozostałych. Ponieważ reakcje antagonistyczne dla układów Pb-Ca oraz Pb-Mg szeroko omawiane są w literaturze tematu, dlatego podjęto próbę analizy zmian ilorazu Pb/Ca i Pb/Mg w częściach morfologicznych 60 badanych gatunków roślin w odniesieniu do zmieniających się ilości Ca oraz Mg w glebie. Przeprowadzone badania potwierdziły dyskryminację ołowiu w roślinach, którego poziom pozostaje charakterystyczny dla danego gatunku, jako rezultat obecności Ca i Mg w glebie. Zawartość ołowiu w roślinach oznaczono za pomocą spektrofotometru Pye Unicam SP9 z dokładnością 0,01 µg/g. Dyskryminacja ołowiu w korzeniach wybranych gatunków roślin tytułem dużych zawartości wapnia w glebie ma miejsce w zakresie 6-8 tys. µg/g. Przy zawartości wapnia w granicach 6-8 tys. µg/g w glebie jony ołowiu dyskryminowane są w łodygach, a w zakresie stężeń wapnia od 10-24 tyś. µg/g jony ołowiu dyskryminowane są w kwiatach badanych gatunków roślin. Własności dyskryminacyjne jonów ołowiu występują przy zawartości magnezu w glebie 2-3,5 tys. µg/g; z kolei dyskryminacja jonów ołowiu w łodygach wybranych gatunków roślin występowała przy zawartości magnezu rzędu 2-4 tys. µg/g w glebie. Dyskryminacje jonów ołowiu ze względu na obecność magnezu 5-8 tys. µg/g dotyczyły kwiatów wszystkich badanych roślin, natomiast antagonistyczne reakcje Pb-Mg w liściach wybranych roślin, występowały przy poziomie magnezu w glebie 4-8 tys. µg/g. Szczegółowe wyniki analiz dla poszczególnych 60 gatunków roślin potwierdzają obecność procesów dyskryminacji ołowiu w odniesieniu do dużych zawartości Ca, Mg w glebie.

EN

Analyzing the presence of lead, calcium and magnesium in a group of selected plant species one cannot disregard the issue of potential interactions in the plant between these elements. The process of accumulation of these elements in different morphological parts of the plants may result in the discrimination of some of them at the expense of the presence of the others. As the antagonist reactions for Pb and Pb-Ca-Mg are widely discussed in the literature, therefore, there has been taken an attempt to analyze the changes in ratio of Pb/Pb and Ca/Mg in morphological parts of 60 tested plant species in relation to varying amounts of Ca and Mg in the soil. The study confirmed the discrimination of lead in plants, the level of which is characteristic for a given species, as a result of the presence of Ca and Mg in the soil. The lead content in plants was determined with the use of Pye Unicam SP9 spectrophotometer to an accuracy of 0.01 µg/g. Discrimination of lead in roots of some plant species by way of high levels of calcium in the soil takes place in the range of 6-8 thousand µg/g. When the calcium content is in the range of 6-8 thousand µg/g in the soil lead ions are discriminated against in stems, and when the calcium concentration is in the range of 10-24 thousand µg/g lead ions are discriminated against in flowers of the tested plant species. Discriminatory properties of lead ions occur when the magnesium content in the soil is 2-3.5 thousand µg/g; in turn, discrimination of lead ions in stems of the selected plant species occurred when the magnesium content was 2-4 thousand µg/g in the soil. Discriminations of lead ions due to the presence of magnesium of 5-8 thousand µg/g referred to flowers of all the tested plants, while antagonistic reactions of Pb -Mg in leaves of some plants, occurred at the level of magnesium in the soil of 4-8 thousand µg/g. Detailed results of the analysis for each of the 60 species of plants confirm the presence of lead discrimination processes with regard to large quantities of Ca Mg in the soil.

Słowa kluczowe

PL

ołów; wapń; magnez; antagonizm; dyskryminacja

EN

lead; calcium; magnesium; antagonism; discrimination

• Wydawca: Bydgoskie Towarzystwo Naukowe
• Czasopismo: Ekologia i Technika
• Rocznik: 2014
• Tom: R. 22, nr 3
• Strony: 106--110
• Opis fizyczny: Bibliogr. 25 poz.

Twórcy

autor

Musielińska R.

• Akademia im. J. Długosza, Instytut Chemii, Ochrony Środowiska i Biotechnologii, Zakład Botaniki i Ekologii Roślin, 42-201 Częstochowa, Al. Armii Krajowej 13/15

autor

Kowol J.

• Instytut Medycyny Pracy i Zdrowia Środowiskowego, 41-200 Sosnowiec, ul. Kościelna 13

autor

Kwapuliński J.

• Instytut Medycyny Pracy i Zdrowia Środowiskowego, 41-200 Sosnowiec, ul. Kościelna 13

autor

Rochel R.

• Instytut Medycyny Pracy i Zdrowia Środowiskowego, 41-200 Sosnowiec, ul. Kościelna 13

autor

Oleś U.

• Instytut Medycyny Pracy i Zdrowia Środowiskowego, 41-200 Sosnowiec, ul. Kościelna 13

Bibliografia

• 1. Burzyński M., 1985. Influence of lead on the chlorophyll content and on initial steps of its synthesis in greening cucumber seedlings. Acta Soc. Bot. Poi., 54: 95-105.
• 2. Burzyński M., 1988. The uptake and accumulation of phosphorus and nitrates and the activity of nitrate reductase in cucumber seedlings treated with PbCl2 or CdCl2. Acta Soc. Bot. Poi., 57: 349-359.
• 3. Chatterjee J., Chatterjee C., 2000. Phytotoxity of cobalt, chromium and copper in cauliflower. Environ. Pollut, 109: 69-74.
• 4. Eapen S., D'Souza S. F., 2005. Prospect of genetic engineering of plants for phytoremediation of toxic metals. Biotechnol. Adv., 23: 97-114.
• 5. Fabiszewski J., 1983. Reagowanie populacji roślin na stresy jonowe, W: Fabiszewski J. (red.). Bioindykacja skażeń przemysłowych i rolniczych, Wydawnictwo Ossolineum, Wrocław, 47-56.
• 6. Foy C. D., Chaney R. L., White M. C., 1978. The physiology of metal toxicity In plants. Annu. Rev. Plant Physiol., 29: 511-566.
• 7. Garland C. J., Wilkins D., 1981. Effect of calcium on the uptake and toxicity of lead in Hordeum vulgare L. and Festuca ouina L., New Phytol., 87: 581-593.
• 8. Gorlach E., Gambuś F., 2000. Potencjalnie toksyczne pierwiastki śladowe w glebach (nadmiar, szkodliwość i przeciwdziałanie). Zesz. Probl. Post. Nauk Roln., 472: 275-296.
• 9. Hereźniak J., 1984. Dokumentacja projektowanego rezerwatu leśnego Gąszczyk im. Prof. Władysława Hyli w Częstochowie. Łódź.
• 10. Jung M. C., Thornton L, 1996. Heavy metal contamination of soils and plants in the vicinity of a lead-zinc mine. Korea. Appl. Geochem., 11: 53-59.
• 11. Karweta S., 1978. Wpływ emisji metali ciężkich na rośliny i ich siedliska. Zesz. Probl. Post. Nauk Roln., 206: 57-62.
• 12. Koeppe D. E., 1977. The uptake, distribution and effect of cadmium and lead in plants, Sci. Total Environ., 7: 197-206.
• 13. Kornaś J., Medwecka-Kornaś A., 2002. Geografia roślin. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa.
• 14. Królak E., 2000. Heavy metals in the falling dust in the Eastern Mazowieckie Province. Pol. J. Environ. Stud., 9: 517-522.
• 15. Krzesłowska M., 2004. Metale śladowe, W: Woźny A., Przybył K. (red.). Komórki roślinne w warunkach stresu, Wydawnictwo Naukowe UAM, Poznań, 103-165.
• 16. Motto H. L., Daines R. H., Chilko D. M., Motto C. K., 1970. Lead In soils and plants: its relationship to traffic volume and proximity to highways. Environ. Sci. Tech., 4: 231-238.
• 17. Pandey N., 2002. Sharma C. P.: Effect of heavy metals Co2+, Ni2+, and Cd2+, on growth and metabolism of cabbage. Plant Sci., 163: 753-758.
• 18. Piotrowska M., Wiącek K., 1978. Wpływ wieloletniego nawożenia na zawartość niektórych mikroelementów w glebach i roślinach. Rocz. Nauk. Roln., 103: 7-17.
• 19. Rao M. K. K. (ed.), 2006. Physiology and molecular biology of stress tolerance in plants, Springer, Netherlands.
• 20. Rout G. R., Das P., 2003. Effect of metal toxicity on plant growth and metabolism: I. Zinc. Agronomie., 23: 3-11.
• 21. Siedlecka A., 1996. Some aspect of interac-ions between heavy metals and plant mineral nutrients. Acta Soc. Bot. Poi., 64(3): 265-272.
• 22. Turski R., 1995. Degradacja, ochrona i rekultywacja gleb, Wydawnictwo AR. Lublin.
• 23. Wierzbicka M., 1995. Oddziaływanie metali ciężkich na rośliny, Kosmos, 44: 639-651.
• 24. Woźny A., 1997. Responses of plant cells to trace (heavy) elements of ecosystems. Idee Ekol.,10: 35-57.
• 25. Zimdahl R. L., Arvik J. H., 1973. Lead in soils and plants: a literature review. CRC Crit. Rev. Environ. Control., 3: 213.