Effect of soil contamination with heavy metals on growth and chemical composition of broad beans (Vicia faba L., ssp. maior) and fodder beets (Beta vulgaris L.)

• Autorzy: Jaworska M. , Filipek-Mazur B. , Gospodarek J.

Warianty tytułu

PL

Wpływ zanieczyszczenia gleby metalami ciężkimi na wzrost i skład chemiczny roślin bobu (Vicia faba L., ssp. maior) i buraka pastewnego (Beta vulgaris L.)

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The field experiment was carried out in 1998-2000 on an arable field at Zagaje Stradowskie in the Świętokrzyskie province in the area with unpolluted air. The experimental design comprised twa objects: Control - soil with natural heavy metal contents and soil contaminated with the following doses of heavy metals: 2 mg Cd, 15 mg Ni, 30 mg Cu, 70 mg Zn and 80 mg Pb · kg^-1 soil dry mass. The studies were conducted on the following plants: broad beans (Vicia faba L. ssp. major), White Windsor cv. (in 1998-2000); fodder beets (Beta vulgaris), Goliat cv. for forage (1998) and fodder beets (Beta vulgaris L.), Goliat cv. cuitivated for seeds (1999). Chemical analysis of heavy metal and macrocomponents in individual studied plant parts was conducted and morphological measurements of individual plant parts. Heavy metaIs supplied to the soil in quantities not exceeding their allowable levels in arable soils strongly weakened growth of both broad bean and fodder beet plants. It also markedly diversified heavy metal concentrations in the studied plant parts. The contents of copper and lead were increasing in broad bean roots more than in its above-ground parts. The soil contamination with cadmium, nickeI and zinc led to an increase in their concentrations in both underground and above-ground parts. In fodder beet roots cultivated for forage and growing in the contaminated soil about 50% more lead and cadmium was found. Zinc concentrations in leaves sampled from the contaminated soil were by about 30% bigger than on the control. No significant differences in nickel and carrer contents were found among the plants from natural and contaminated soil. In fodder beets cultivated for seeds a notably higher contents of zinc, nickel and cadmium were noticed in all analysed plant parts from the contaminated soil. Among macroelements, soil contamination with heavy metals influenced onły sodium concentrations leading to an increase in its contents in broad bean roots and shoots and in the roots of fodder beets cultivated for forage.

PL

Doświadczenie polowe przeprowadzono w latach 1998-2000 na polu uprawnym w miejscowości Zagaje Stradowskie, gmina Czarnocin, województwo świętokrzyskie na terenie o niezanieczyszczonym powietrzu. Schemat doświadczenia obejmował dwa obiekty: Kontrola - gleba z naturalną zawartością metali ciężkich; Gleba skażona metalami ciężkimi w dawce: 2 mg Cd, 15 mg Ni, 30 mg Cu, 70 mg Zn i 80 mg Pb · kg ^-1 suchej masy gleby. Badania prowadzono na następujących roślinach: bób (Vicia faba L., ssp. maior) odmiany Windsor Biały (w latach 1998-2000); burak pastewny (Bela vulgaris L.) odmiany Goliat uprawiany na paszę (1998 r.); burak pastewny (Bela vulgaris L.) odmiany Goliat uprawiany na nasiona (1999 r.). Przeprowadzono analizę chemiczną zawartości metali ciężkich i makroskładników w poszczególnych częściach badanych roślin oraz pomiary morfologiczne poszczególnych części roślin. Wprowadzenie do gleby metali ciężkich w ilościach nie powodujących przekroczenia dopuszczalnego ich poziomu w glebach użytkowanych rolniczo silnie osłabiło wzrost roślin zarówno bobu, jak i buraka pastewnego. Istotnie różnicowało także zawartość metali w poszczególnych częściach badanych roślin. W przypadku miedzi i ołowiu, ich zawartość bardziej wzrastała w korzeniach bobu aniżeli w częściach nadziemnych. W przypadku kadmu, niklu i cynku skażenie gleby spowodowało wzrost ich zawartości zarówno w częściach podziemnych, jak i nadziemnych. W korzeniach roślin buraka pastewnego uprawianego na paszę rosnących w glebie zanieczyszczonej stwierdzono o około 50% więcej ołowiu i kadmu. Zawartość cynku w liściach roślin pobranych z gleby skażonej była większa o około 30% w porównaniu do kontroli. Nie stwierdzono istotnych różnic w zawartości niklu i miedzi pomiędzy roślinami z gleby naturalnej i skażonej. W buraku uprawianym na nasiona, w przypadku cynku, niklu i kadmu stwierdzono istotnie większą zawartość tych pierwiastków we wszystkich analizowanych częściach roślin z gleby zanieczyszczonej. Spośród makroskładników, skażenie gleby metalami ciężkimi wpłynęło tylko na zawartość sodu, powodując wzrost jego zawartości w korzeniach i pędach bobu oraz w korzeniach buraka pastewnego uprawianego na paszę.

Słowa kluczowe

EN

heavy metals; soil; Vicia faba ssp. maior L.; Beta vulgaris L.

PL

metale ciężkie; gleba; Vicia faba L. ssp. maior; Beta vulgaris L.

• Wydawca: Towarzystwo Chemii i Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Chemia i Inżynieria Ekologiczna
• Rocznik: 2004
• Tom: Vol. 11, nr 2-3
• Strony: 165--174
• Opis fizyczny: Bibliogr. 26 poz.

Twórcy

autor

Jaworska M.

• Department of Agricultural Environment Protection, University of Agriculture, Al. A. Mickiewicza 21, 31-120 Kraków

autor

Filipek-Mazur B.

• Department of Agricultural Chemistry, University of Agriculture, Al. A. Mickiewicza 21, 31-120 Kraków

autor

Gospodarek J.

• Department of Agricultural Environment Protection, University of Agriculture, Al. A. Mickiewicza 21, 31-120 Kraków

Bibliografia

• [1] Kabata-Pendias A. and Pendias H.: Zesz. Prób. Post. Nauk Roln., 1973, (145), 63-78.
• [2] Schnaider Z.; Entomol. Ochr. Środow., 1976, 35-40.
• [3] Raport Państwowej Inspekcji Ochrony Środowiska, Stan Środowiska w Polsce, Bibl. Monitor. Środow., Warszawa 1998.
• [4] Wojewódzki Inspektorat Ochrony Środowiska w Krakowie, Okręgowa Stacja Chemiczno-Rolnicza w Krakowie, Ocena stanu zanieczyszczenia gleb województwa małopolskiego metalami ciężkimi i siarką, Bibl. Monitor. Środow., Warszawa 1999.
• [5] Jasiewicz C., Zając T., Sendor R. and Witkowicz R.: Zesz. Nauk. AR w Szczecinie, 1996, (172/62), 181-188.
• [6] Ganibuś F:. Zesz. Nauk. AR w Krakowie ser. Rozpr. hab., 1993, (176).
• [7] Jaworska M. and Gospodarek J.: Chem. Inż. Ekol., 1999, 6(5-6), 454-459.
• [8] Jaworska M. and Gospodarek J.: Chem. Inż. Ekol., 2003, 10(3—4), 285-290.
• [9] Jasiewicz C.: Zesz. Nauk. AR w Krakowie, 1992, (265), Rolnictwo, (30), 129-141.
• [10] Jasiewicz C., Sendor R. and Buczek J.: Zesz. Probl. Post. Nauk Roln., 1997, (448b), 87-92.
• [11] Strączyński S.J.: Zesz. Probl. Post, Nauk Rol., 1997, (448b), 295-302.
• [12] Gorlach E. and Ganibuś F.: Pol. J. Soil Sci., 1992, XXV(2), 207-213.
• [13] Jasiewicz C. and Anlonkiewicz J.: Folia Univ. Agricult. Stetinensis, 2000, (211), Agr. (84), 141-146.
• [14] Batuk A., Kociałowski W.Z. and Komisarek J.: Prace Nauk. Inst. Ochr. Roś., 1988, XXX(1-2), 172-182.
• [15] Ganibuś F.: Act. Agrar. Silv., 1997, XXXV, 21-27.
• [16] Faber A.: Wiad. Ekol., 1977, XXIII(1), 35-47.
• [17] Curyło T.: Zesz. Probl. Post. Nauk Roln., 1997, (448b), 35-42.
• [18] Curyło T.: Zesz. Nauk. AR w Krakowie, 1999, (64), 53-65.
• [19] Gorlach E.: Biul. Region. ZUP AR w Krakowie, 1991, (295), 29-41.
• [20] Piesak Z.: Arch. Ochr. Śród., 1991, (2), 111-115.
• [21] Jasiewicz C. and Curyło T.: Folia Univ. Agricult. Stetinensis, 1998, (190), Agr. (72), 123-129.
• [22] Gambuś F.: Act. Agr. Silvestria, 1997, XXXV, 31-43.
• [23] Jasiewicz C. and Zemanek M.: Chem. Inż. Ekol., 1999, 6(5-6), 437-443.
• [24] Łyszcz S., Ruszkowska M. and Tukiendorf A.: Mat. VII Symp. Mikroelementy w rolnictwie, Wrocław 16-17 września, 1992, p. 23.
• [25] Morselt A.F.W., Smits W.T.M. and Limonard T.: Plant and Soil, 1986, 417-420.
• [26] Kabata-Pendias A. and Pendias H.: Biogeochemia pierwiastków śladowych, Wyd. Nauk. PWN, Warszawa 1993.