Zmiany zawartości pierwiastków śladowych w wierzbach (Salix viminalis) pod wpływem stymulacji zrzezów światłem spójnym

• Autorzy: Jakubiak M. , Śliwka M.

Warianty tytułu

EN

Changes in the contents of trace elements in willow (Salix viminalis) as result of stimulation of cuttings with coherent light

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Szybko rosnące wierzby krzewiaste, jako rośliny pionierskie, stosuje się do zagospodarowania terenów zdegradowanych. Fitoremadiacyjne właściwości wierzb są również od wielu lat wykorzystywane w roślinnych oczyszczalniach ścieków. Nowym zastosowaniem wierzby wiciowej jest jej wykorzystanie jako surowca energetycznego. Biomasę można spalać w formie zrębków, brykietów i pelet. Przyspieszenie przyrostu biomasy, zwiększenie odporności na czynniki stresowe oraz możliwość regulacji pobierania pierwiastków śladowych mogłyby podnieść przydatność wierzb w inżynierii środowiska. Prowadzone badania wykazały wiele możliwości zastosowania biotechnologii laserowej w inżynierii środowiska. Interdyscyplinarne doświadczenia potwierdziły, że efektem stosowania naświetlania nasion i sadzonek roślin światłem laserów małych mocy może być przyspieszenie ich wzrostu, zwiększenie odporności na zanieczyszczenia czy zmiana stopnia kumulacji w tkankach niektórych metali, jak np. ołów i kadm. Właściwości te mają znaczenie przy biologicznej rekultywacji skażonych gruntów. Przedstawiony eksperyment miał na celu sprawdzenie różnic w kumulacji pierwiastków śladowych w liściach wierzb wiciowych, których zrzezy przed posadzeniem zostały poddane działaniu monochromatycznego, spójnego światła emitowanego przez lasery małych mocy. Stymulacja światłem miała charakter przerywany, a algorytmy fotostymulacji zostały dobrane na podstawie wcześniejszych doświadczeń. Otrzymane wyniki potwierdziły, że przy zastosowaniu stymulacji laserowej o właściwie dobranych parametrach, można zmienić stężenie pierwiastków śladowych w biomasie liści.

EN

The fast growing willows are pioneer plants and are often used in land reclamation process. Phytoremediation capabilities of willows have been utilized for many years in the sewage treatment and water purification in hydrobotanical wastewater treatment plants. However, the use of willow as an energy source is a new application. Dry biomass may be burned in the form of chips, briquettes and pellets. The acceleration of the biomass growth, increased resistance to stress factors and the ability to regulate the absorption of trace elements could improve the usefulness of willow in environmental engineering. Laser light applications for biotechnology have been reported in a number of previous research studies in environmental engineering. Interdisciplinary research studies on the application of low intensity laser stimulation of plants seeds and seedlings proved, that effects of photostimulation may increase biomass production and plants resistance to environmental pollutions and unfavorable environmental factors as well as change of trace elements concentration in their tissues eg Pb, Cd. These properties are important for biological reclamation of contaminated industrial lands. The purpose of presented experiment was to validate the possibility of applying photostimulation for changing the accumulation of trace elements in biomass of willow leaves. Willow cuttings, before being planted, were subjected to monochromatic, coherent light emitted by low power lasers. The light stimulation was intermittent, photostimulation algorithms have been selected on the basis of previous experience. The results confirmed that the application of laser stimulation, with the well-chosen parameters, can change the concentration of trace elements in the leaf biomass.

Słowa kluczowe

PL

fotostymulacja; Salix viminalis; pierwiastki śladowe

EN

photostimulation; Salix viminalis; trace elements

• Wydawca: Towarzystwo Chemii i Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Proceedings of ECOpole
• Rocznik: 2010
• Tom: Vol. 4, No. 2
• Strony: 389--395
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys.

Twórcy

autor

Jakubiak M.

• Katedra Geoinformacji, Fotogrametrii i Teledetekcji Środowiska, Wydział Geodezji Górniczej i Inżynierii Środowiska, Akademia Górniczo-Hutnicza, ul. Kawiory 26A, 30-059 Kraków, tel. [phone]

autor

Śliwka M.

• Katedra Geoinformacji, Fotogrametrii i Teledetekcji Środowiska, Wydział Geodezji Górniczej i Inżynierii Środowiska, Akademia Górniczo-Hutnicza, ul. Kawiory 26A, 30-059 Kraków, tel. [phone]

Bibliografia

• [1] Czyż H. i Dawidowski B.: Charakterystyka i wykorzystanie biomasy z upraw polowych, jako źródła energii odnawialnej. Ener. Odnaw., 2005, (1), 3-10.
• [2] Szczukowski S., Tworkowski J., Wiwart M. i Przyborowski J.: Wiklina (Salix sp.). Uprawa i możliwości wykorzystania. ART, Olsztyn 1998.
• [3] Dubass J. W.: Przegląd możliwości wykorzystania biomasy wierzbowej oraz najbliższa przyszłość jej zastosowania. Ener. Odnaw., 2006, 2-3, 31-36.
• [4] Dobrowolski J.W.: Perspectives of the application of innovative environmental biotechnology for sustainable development of co-operating regions. Geomatics and Environmental Engineering, 2007, 1, 77-88.
• [5] Dobrowolski J.W.: Biotechnologia proekologiczna kluczem do unowocześniania środowiska. Inż. Środow., 2001, 6, 259-272.
• [6] Dobrowolski J.W., Gowin K., Jakubiak M., Lewicki P., Mazur R., Ślązak A., Śliwka M. i Zielińska-Loek A.: Ekotoksykologiczne przesłanki dla profilaktyki środowiskowej zagrożeń dla zdrowia i ochrony bioróżnorodności w relacji do biotechnologii środowiskowej. Wydz. Inżynierii Środowiska, Politechnika Wrocławska, Wrocław 2008.
• [7] Dobrowolski J.W. i Zielińska A.: The laser photostimulation of willow cuttings planted alongside main roads and change of concentration of elements in the willow’s organs. [In:] M. Anke et al (eds): Mangen- und Superelemente, Jena 2002, 334-340.
• [8] Dobrowolski J.W., Różanowski B. i Zielińska-Loek A.: Zastosowanie biostymulacji laserowej w biotechnologii środowiskowej. Biotechnol. Środow., 1999, 6, 313-320.
• [9] Dobrowolski J.W., Sławiński J., Laszczka A. i Różanowski B.: Bioelektronika a nieswoiste skutki biologiczne laserów małej mocy. Inż. Środow., 1999, 4, 103-113.
• [10] Śliwka M.: Wykorzystanie biostymulacji laserowej roślin do zwiększenia przyrostu ich biomasy oraz zdolności bioremediacyjnych. Obieg pierwiastków w przyrodzie. IOŚ, Warszawa 2005.
• [11] Jakubiak M.: Wykorzystanie biostymulacji laserowej w celu zwiększenia możliwości zastosowania wierzby energetycznej (Salix sp.) do rekultywacji gleb zasolonych. Obieg pierwiastków w przyrodzie - Monografia tom III. IOŚ, Warszawa 2005.
• [12] Kaniuczak J., Błażej J. i Gąsior J.: Zawartość pierwiastków śladowych w różnych klonach wikliny. Zesz. Probl. Post. Nauk Roln., 2000, 472, 379-385.
• [13] Szczukowski S., Tworkowski J. i Stolarski M.: Wierzba energetyczna. Wyd. Plantpress Sp z o.o., Kraków 2004
• [14] Karu T.J.: Effects of visible radiation on cultured cells. Photochem. Photobiol., 1990, 52, 1089-1098.
• [15] Kabata-Pendias A. i Pendias H.: Biogeochemia pierwiastków śladowych. WN PWN, Warszawa 1999.
• [16] Zielińska-Loek A.: The perspectives of reduction of health hazard of consumers by use of laser photostimulation of plants for management of regions of main roads. Polish J. Environ. Stud., 2001, 11, 60-65.
• [17] Jakubiak M. i Śliwka M.: The application of laser biostimulation for more efficient phytoremediation of soil and waste water. Polish J. Environ. Stud., 2006, 15, 176-178.