Impact of complexing compounds on germination and early development of maize (Zea mays L.)

• Autorzy: Parus A. , Wojciechowska A. , Szulc P. , Zbytek Z.

Warianty tytułu

PL

Wpływ związków kompleksowych na kiełkowanie i wczesny rozwój kukurydzy (Zea mays L.)

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The study focused on toxicity evaluation of selected complexing organic compounds (EDTA, rhamnolipids, quaternary pyridylketoximes and pyridineamidoximes) to monocot plant - maize (Zea mays L.) in aquatic and soil systems. Tests evaluating the seed germination and growth inhibition of shoot and root of maize were carried out at different compound concentrations (ranging from 0 to 1000 mg/kg of dry soil). It was observed that the presence of chelating compounds caused different effect on seed germination and early development of plant. The presence of complexing agents in aquatic system was more toxic than in soils and this toxicity depended on the type of chemical compounds as well as on the soil type. The cultivation on soil with chelating substance and polluted with heavy metals resulted in the strong inhibition of the maize seed germination and growth. From all the analyzed compounds synthetic EDTA was less toxic than others, like biosurfactant and new potential ligand of metals.

PL

Prezentowane wyniki badań zostały skoncentrowane na ocenie toksyczności wybranych związków organicznych, posiadających właściwości kompleksujące metale (EDTA, rhamnolipidy, czwartorzędowe pirydyloketoksymy oraz pirydynoamidoksymy) w stosunku do kukurydzy (Zea mays L.). Badania określające hamowanie kiełkowania nasion oraz wzrostu pędu i korzenia kukurydzy przeprowadzono w dwóch układach, wodnym i glebowym, przy czym badania w układzie glebowym wykonano dla dwóch gleb różniących się zawartością metali ciężkich. Analizowane związki zastosowano w zakresie stężeń od 0 do 1000 mg. Zaobserwowano, że obecność związków kompleksujących wykazywała różny wpływ na kiełkowanie nasion i wczesny rozwój kukurydzy. Obecność środków kompleksujących w systemie wodnym była bardziej toksyczna niż glebowym. Badania wykazały, iż toksyczność substancji zależy od rodzaju związków chemicznych oraz rodzaju gleby. Z pośród wszystkich analizowanych związków najmniejszą toksyczność wywoływał EDTA.

Słowa kluczowe

EN

chelating agents; complexing compound; phytoremediation; phytotoxicity; maize; Zea mays L.

PL

czynniki chelatujące; związki kompleksotwórcze; fitoremediacja; fitotoksyczność; kukurydza; Zea mays L.

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Poznański Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering
• Rocznik: 2016
• Tom: Vol. 61, nr 4
• Strony: 96--100
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., wykr.

Twórcy

autor

Parus A.

• Poznan University of Technology, Institute of Chemical Technology and Engineering, ul. Berdychowo 4, 60-965 Poznan, Poland

autor

Wojciechowska A.

• Poznan University of Technology, Institute of Chemical Technology and Engineering, ul. Berdychowo 4, 60-965 Poznan, Poland

autor

Szulc P.

• Department of Agronomy, Poznań University of Life Sciences, Dojazd 11, 60-632 Poznan, Poland

autor

Zbytek Z.

• Industrial Institute of Agricultural Engineering, Starolecka 31, 60-963 Poznan, Poland

Bibliografia

• [1] Wang S. and Mulligan C.N.: Rhamnolipid biosurfactantenhanced soil flushing for the removal of arsenic and heavy metals form mine tailings. Process Biochemistry, 2009, Vol. 44, 296-301.
• [2] Evangelou M.W.H., Ebel M., Schaeffer A.: Chelate assisted phytoextraction of heavy metals form soil. Effect, mechanism, toxicity and fate of chelating agents. Chemosphere. 2007, Vol. 68, 989-1003.
• [3] Peters R.W.: Chelant extraction of heavy metals from contaminated soil. J Haz Mat. 1999,Vol 66, 155-210.
• [4] Robinson B.H., Mills T.M., Fung L.E., Green S.R., Clothier B.E.: Natural and induce cadmium-accumulation in poplar and willow: Implications for phytoremediation. Plant Soil. 2000, Vol. 227, 301-306.
• [5] Baik M.H., Lee K.F.: Transport of radioactive solutes in the presence of chelating agents. Ann Nucl Energy. 1994, Vol 21, 81-96.
• [6] Mulligan C.N.: Recent advances in the environmental applications of biosurfactants. Cur. Opin. in Colloid and Interf. Sci., 2009, Vol 14, 372-378.
• [7] Wen J., McLaughlin M.J., Stacey S.P., Kirby J.K.: Is rhamnolipids biosurfactant useful in cadmium phytoextraction? J Soils and Sedim., 2010, Vol. 10, 1289-1299.
• [8] Gunawardana B., Singhal N., Johnson A.: Amendments and their combined application for enhanced copper, cadmium, lead uptake by Lolium perenne. Plant, Soil and Envir. 2010, Vol. 329, 283-294.
• [9] Wenezel W.W., Unterbrunner R., Sommer P., Pasquaiina S.: Chelate-assisted phytoremediation using canola (Brassica napus L.) in outdoors pot and lysimeter experiments. Plant Soil. 2003, Vol. 249, 83-96.
• [10] Barona A., Aranguiz I., Elias A.: Metal associations in soils before and after EDTA extractive decontamination: implications for the effectiveness of further clean-up procedures. Environ. Polut., 2001, Vol. 113, 79-85.
• [11] Mosse K.P.M., Patti A.F., Christend E.W., Cavagnaro T.R.: Winery wastewater inhibits seed germination and vegetative growth of common crop species. J Haz Mat. 2010, Vol. 180, 63-70.
• [12] Marecik R., Wojtera-Kwiczor J., Ławniczak Łukasz, Cyplik P., Szulc A., Piotrowska-Cyplik A., Chrzanowski Ł.: Rhamnolipids increase the phytotoxicity of diesel oil towards four common plant species in a terrestrial environment. Water Air Soil Pollut, 2012, Vol. 223, 4275-4282.
• [13] Millioli V.S., Servulo E.L.C., Sobral L.G.S., De Carvalho D.D.: Bioremediation of crude oil-bearing soil: evaluating the effect of rhamnolipid addition to soil toxicity and to crude oil biodegradation efficiency. Global NEST Journal, 2009, Vol. 11, 181-188.
• [14] Silva S.N.R.L., Farias C.B.B., Rufino R.D., Luna J.M., Sarubbo L.A.: Glycerol as substrate for the production of biosurfactant by Pseudomonas aeruginosa UCP0992. Colloids and Surfaces. B. Biointerfaces, 2010, Vol. 79, 174-183.
• [15] Berglund T., Ohlsson A.B., Rydström J., Jordan B.R., Strid A.: Effect of nicotinamide on gene expression and glutathione levels in tissue culture of Pisum sativum. Journal of Plant Physiology, 1993, Vol. 142, 676-684.
• [16] Taguchi H., Maede M., Nishitari H., Shimabayashi Y., Iwai K.: Effect of cinchomeronic acid and related compounds on the growth of Radish seedlings. Biosci. Biotech. Biochem. 1992, Vol. 56(12): 1921-1923.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.