Effect of Magnesium and Cadmium Supplementation on Yields and Quality of Poppy (Papaver somniferum L.)

• Autorzy: Škarpa P. , Lošák T. , Richter R.
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In a vegetation pot experiment with poppy, 'Opal' variety, we explored the effect of soil supplementations of magnesium (0.78 g Mg o pot^-1) and as foliar dressing (3 % solution) in the form of Mg(NO3)2 at a natural (0.14 mg Cd o kg^-1) and increased level (l mg Cd o kg^-1) of cadmium in the soil on the Chemical composition of the plants, seed yields, content of morphine in the straw and cadmium content in the seeds. The following six variants were used in the experiment: 1) N (control), 2) N + Mg(NOs)2 into the soil, 3) N + Mg(NO3)2 foliar dressing, 4) N (control) + Cd, 5) N + Mg(NO3)2 into the soil + Cd, 6) N + Mg(NO3)2 foliar dressing + Cd. The level of magnesium in plants in the DC 41 stage (stem elongation growth) increased in the magnesium-fertilised variants. The level of Cd in plants grown in soil with a natural Cd content increased in all the Mg-fertilised variants to 0.29-0.45 mg Cd o kg^-1 compared with 0.27 mg Cd o kg^-1 in the control variant. Of the plants grown in soil with the increased Cd content the highest Cd level was monitored in the control variant (1.29 mg Cd o kg^-1), while in the other variants the Cd level decreased after the application of magnesium to 0.51 and 0.69 mg Cd o kg^-1, respectively. In the DC 41 stage the dry matter weight of one plant ranged irregularly from 2.16 to 3.82 g and the highest value was achieved in the variant with a supplementation of cadmium and nitrate form of magnesium. Poppy seed yields were statistically insignificant in all variants and ranged between 2.28 and 2.74 g of seeds per plant. The content of morphine in straw (empty capsule + 15 cm of stem) ranged only between 0.92 and 1.05 %, and the effect of magnesium or cadmium was insignificant. At a natural level of Cd in the soil the differences in its content in seeds were not significant and ranged between 0.479 and 0.612 mg Cd o kg^-1. In variants where the soil was supplemented with Cd its content in the seeds increased significantly (1.413-2.176 mg Cd o kg^-1) compared with variants with a natural Cd content in the soil. When Mg was applied to soil with an increased Cd level we saw that the Cd level in seeds decreased significantly when compared both with the controls and to foliar application of magnesium. Applications of Mg increased its content in plants, stabilised yields and did not increase the Cd content in poppy seeds which increased only after goal-directed Cd supplementation in the soil.

PL

W wazonowym doświadczeniu wegetacyjnym z makiem odmiany 'Opal' badano oddziaływanie magnezu stosowanego doglebowo (0,78 g Mg - wazon^-1) lub dolistnie (roztwór 3 %) w formie Mg(NO3)2 w warunkach naturalnej (0,14 mg Cd o kg^-1) oraz zwiększonej (l mg Cd o kg^-1) zawartości kadmu w glebie na skład chemiczny roślin, plon nasion, zawartość morfiny w słomie oraz zawartość kadmu w nasionach. Doświadczenie obejmowało sześć następujących wariantów: 1) N (kontrola), 2) N + Mg(NO3)2 doglebowo, 3) N + Mg(NO3)2 dolistnie, 4) N (kontrola) + Cd, 5) N + Mg(NO3)2 doglebowo + Cd, 6) N + + Mg(NO3)2 dolistnie + Cd. Zawartość magnezu w roślinach w stadium DC 41 (wzrost wydłużeniowy łodygi) zwiększała się w wariantach nawożonych magnezem. Poziom Cd w roślinach rosnących na glebie z naturalną zawartością Cd wzrósł we wszystkich wariantach nawożonych magnezem do 0,29-0,45 mg Cd o kg^-1 w porównaniu z 0,27 mg Cd - kg^-1 w wariancie kontrolnym. Największą zawartość Cd w roślinach na glebie ze zwiększoną zawartością Cd stwierdzono w wariancie kontrolnym (1,29 mg Cd o kg^-1), podczas gdy w pozostałych wariantach poziom Cd zmniejszał się po zastosowaniu magnezu odpowiednio do 0,51 i 0,69 mg Cd o kg^-1. W stadium DC 41 plon suchej masy jednej rośliny wahał się nieregularnie od 2,16 do 3,82 g, a największą wartość osiągnął w wariancie z dodatkiem kadmu i azotanu(V) magnezu. Plony nasion maku we wszystkich wariantach wahały się od 2,28 do 2,74 g nasion z rośliny i nie różniły się znacząco statystycznie. Zawartość morfiny w słomie (puste główki + 15 cm łodygi) wahała się od 0,92 do 1,05 %, a wpływ magnezu lub kadmu był statystycznie nieistotny. Przy naturalnej zawartości Cd w glebie, zawartości Cd w nasionach wahały się od 0,479 do 0,612 mg Cd - kg^-1, a różnice były statystycznie nieistotne. W wariantach, w których do gleby dodano Cd, jego zawartość w nasionach zwiększała się znacznie (1,413-2,176 mg Cd o kg^-1) w porównaniu z wariantami z naturalną zawartością Cd w glebie. Gdy Mg dodano do gleby ze zwiększoną zawartością Cd, stwierdzono, że poziom Cd w nasionach znacznie obniżył się w porównaniu zarówno z obiektami kontrolnymi, jak i z dolistnym stosowaniem magnezu. Stosowanie Mg zwiększało jego zawartość w roślinach, ustabilizowało plony, a nie zwiększało zawartości Cd w nasionach maku, która wzrastała tylko po ściśle ukierunkowanym dodatku Cd do gleby.

Słowa kluczowe

EN

poppy; cadmium; magnesium; soil application; foliar application

PL

mak; kadm; magnez; nawożenie doglebowe; dokarmianie dolistne

• Wydawca: Towarzystwo Chemii i Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Ecological Chemistry and Engineering. A
• Rocznik: 2009
• Tom: Vol. 16, nr 5/6
• Strony: 671--679
• Opis fizyczny: Bibliogr. 27 poz., tab.

Twórcy

autor

Škarpa P.

autor

Lošák T.

autor

Richter R.

• Mendel University of Agriculture and Forestry,

Bibliografia

• [1] Czech agriculture and food inspection authority. http://www.szpi.gov.cz/cze/default.asp
• [2] Decree of the Ministry of Health laying down chemical requirements on health safety for particular foodstuffs and foodstuffs raw materials, conditions for use foodstuffs additives. No. 53/2002 Coll. Date of entry into force: l March 2002.
• [3] Czech agriculture and food inspection autority. http://www.szpi.gov.cz/cze/article.asp?id=54403
• [4] Eriksson J.E.: Water, Air Soil Pollut. 1990, 53, 69-81.
• [5] McLaughlin M.J., Maier, N.A. and Rayment G.E.: J. Environ. Qual. 1997, 26, 1644-1649.
• [6] Öborn I., Jansson G. and Johnsson L.: Water Air Soil Pollut. 1995, 85, 835-840.
• [7] Trebichavský J., Šavrdová D. and Blohberger M.: Toxicke kový, NSO, Kutna Hora 1997.
• [8] Kabata-Pendias A. and Pendias H: Trace elements in soils and plants. Boca Raton, CRC Press, Florida, USA 1986.
• [9] Dheri G.S., Brar M.S. and Malhi S.S.: J. Plant. Nutr. Soil Sc. 2007, 170(4), 495-499.
• [10] Green C.E., Chaney R.L. and Bouwkamp J.: J. Plant. Nutr. 2003, 26(2), 417-430.
• [11] Jackson A.P.: The bioavailability of cadmium from sewage sludge amended soils. PhD. Thesis, University of London, UK 1990.
• [12] Mani D., Sharnia B. and Kumar C.: B. Environ. Contam. Tox. 2007, 79(1), 71-79.
• [13] Meshitsuka S., Ishizawa M. and Nose T.: Experientia 1987, 43(2), 151-156.
• [14] Zhao Z.Q., Zhu Y.G., Smith S.E. and Smith F.A.: J. Plant. Nutr. 2005, 28(9), 1569-1580.
• [15] Zhu Y.G., Zhao Z.Q., Li H.Y., Smith S.E. and Smith F.A.: B. Environ. Contam. Tox. 2003, 71(6), 1289-1296.
• [16] Zoghlami L.B., Djebali W., Chaibi W. and Ghorbel M.H.: Cr. Biol. 2006, 329(9), 702-711.
• [17] Škarpa P., Lošák T. and Richter R.: Ecol. Chem. Eng. 2007, 14, 875-881.
• [18] Jones J.B.: Commun. Soil Sci. Plan. 1990, 21, 1091-1101.
• [19] Zbiral J.: 1996. Analyza pud II - jednotne pracovni postupy. UKZUZ Brno, 218.
• [20] Chizzola R.: J. Plant. Nutr. 2001, 24(11), 1663-1677.
• [21] Zhang G., Fukami M. and Sekimoto H.: Field Crops Res. 2002, 77(2-3), 93-98.
• [22] Ciećko Z., Kalembasa S., Wyszkowski M. and Rolka E.: Polish J. Environ. Stud. 2005,14(3), 365-370.
• [23] Jiang X.J., Luo Y.M., Liu Q., Liu S.L. and Zhao Q.G.: Environ. Geochem. Hlth. 2004, 26(2-3), 319-324.
• [24] Lachman J., Hejtmankova A., Miholoya D., Kolihova D. and Tłuka P.: Plant Soil Environ. 2006, 52(6), 282-288.
• [25] Ramanathan V.S.: Indian J. Agric. Res. 1979, 13, 82-85.
• [26] Chizzola R.: J. Appl. Bot. Food. Qual. 1997, 71(5-6), 147-153.
• [27] Hoffmann J. and Blasenbrei P.: Z. Lebensm. Unters. Forsch. 1986, 182(2), 121-122.