Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Use of Different Extraction Agents to Predict Zinc Uptake by Plants

Florian M., Ryant P., Hlušek J.

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2012

|

Vol. 19, nr 9

1041-1052

EN

The main aim of this work was to compare different extraction agents in order to identify those which are able to give us most reliable data for assessment of soil zinc content and for prediction of possible contamination of crop. In order to compare several extraction methods and to identify the most suitable one for the zinc transfer into plant and to examine behaviour of high doses of a sludge heavily contaminated with zinc (almost 7 000 mg Zn kg–1), a two year pot experiment was established in vegetation hall in 2005. There were chosen five soils with different pH value (from extremely acidic to neutral) and planted with four crops – spinach, carrot, spring wheat and maize. But for control combination there were treatments with lower dose of sludge (equivalent of 5 Mg (tons) of dry matter per hectare) and high dose (equivalent of 25 Mg (tons) of dry matter per hectare for spinach and carrot and 50 Mg (tons) for wheat and maize). Following extraction agents were used for soil analyses – Aqua regia, 2 mol HNO3 dm–3, 0.43 mol HNO3 dm–3, Mehlich III, CAT, DTPA, CaCl2, and NH4NO3. Correlations of soil zinc content measured with particular extracting agents and zinc content in plants were calculated. The best correlations were found with quantity of Zn soluble in weakest extraction agents – CaCl2 and NH4NO3. They correlated with themselves and with zinc content in plans but not with other agents. The rest of agents mostly correlated among 0.43 mol HNO3 dm–3, Mehlich III, CAT and DTPA and between Aqua regia and 2 mol HNO3 dm–3. There were quite tight correlations between soil pH and zinc content in plants confirming that pH is a crucial factor for zinc soil mobility. It implies that knowledge of soil pH and (even) pseudo total zinc content can serve as a sufficient source of information about probable zinc status in the soil. Mehlich III, which is in the Czech Republic widely used for the Agrochemical Soil Testing (evaluation of P, K, Ca and Mg status of soil) can be used as a good screening tool (and perhaps for other microelements). Such use would provide a large scale of data without additional costs.

PL

Celem pracy było porównanie różnych ekstrahentów w celu identyfikacji tego, dzięki któremu będzie można uzyskać najbardziej rzetelne dane dla oceny zawartości cynku w glebie i prognozowania możliwości zanieczyszczenia roślin. W celu porównania kilku metod ekstrakcji i rozpoznania najbardziej odpowiadającej pobieraniu cynku przez rośliny oraz zbadania zachowania się dużych dawek osadów silnie zanieczyszczonych cynkiem (prawie 7 000 mg Zn kg-1), w 2005 r. założono dwuletnie doświadczenie wazonowe w hali wegetacyjnej. Wybrano pięć gleb o różnej wartości pH (od bardzo kwaśnych do obojętnych) i uprawiano pięć gatunków roślin - szpinak, marchew, pszenicę jarą i kukurydzę. Kombinacją kontrolną były obiekty z mniejszą dawką osadu (równoważną 5 Mg (tonom) suchej masy na 1 ha) i wysoką dawką (równoważną 25 Mg (tonom) suchej masy na 1 ha pod szpinak i marchew oraz 50 Mg (tonom) pod pszenicę jarą i kukurydzę). W badaniach użyto następujące ekstrahenty: woda królewska, 2 mol HNO3 dm-3, 0,43 mol HNO3 dm-3, Mehlich III, CAT, DTPA, CaCl2 i NH4NO3. Obliczono współczynniki korelacji pomiędzy ilością cynku ekstrahowanego z gleby przez poszczególne ekstrahenty a zawartością cynku w roślinach. Stwierdzono najsilniejszą korelację pomiędzy ilością cynku rozpuszczalnego w najsłabszym ekstrahentach - CaCl2 i NH4NO3. Ilości te były skorelowane ze sobą oraz z zawartością cynku w roślinach, ale nie z ilością cynku rozpuszczalnego w innych ekstrahentach. Ilości cynku ekstrahowane przez pozostałe odczynniki ekstrakcyjne: 0,43 mol HNO3 dm-3, Mehlich III, CAT i DTPA, a także ekstrahowane wodą królewską i 2 mol HNO3 dm-3 były najczęściej skorelowane ze sobą. Stwierdzono dość ścisłe korelacje między pH gleby a zawartością cynku w roślinach potwierdzające, że pH jest kluczowym czynnikiem mającym wpływ na mobilność cynku w glebie. Oznacza to, że znajomość pH gleby i (nawet) zbliżonej do całkowitej zawartości cynku w glebie może służyć jako wystarczające źródło informacji o możliwym statusie cynku w glebie. Odczynnik Mehlich III, który jest szeroko stosowany w Czeskiej Republice w badaniach chemiczno--rolniczych (oceniających stan P, K, Ca i Mg w glebie), może być stosowany jako dobre narzędzie do badań przesiewowych (być może też do innych mikrślementów). Takie jego zastosowanie zapewni dużą liczbę danych bez dodatkowych kosztów.

2

Effect of Farmyard Manure, Sewage Sludge and Elementary Sulphur Application on the Content of Heavy Metals in Soil and Wheat Grain

Doleželová E., Ryant P.

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2009

|

Vol. 16, nr 5/6

541-548

EN

In a one-year pot experiment influence of fertilisation with elementary sulphur (0.42 g per pot containing 6 kg of soil), farmyard manure and sewage sludge (both in doses of 32 g dry matter per pot) on Fe, Cu, Zn, Mn and Cd content in soil and wheat grain was studied. The experiment comprised following variants: 1) control (not fertilised), 2) farmyard manure, 3) sewage sludge, 4) elementary sulphur, 5) farmyard manure and elementary sulphur, 6) sewage sludge and elementary sulphur. Sulphur application did not lead to any statistical increase in the heavy metals content in soil, however it resulted in a higher content of manganese and a lower content of copper in the wheat grain. Among studied soil characteristics only Fe content was lowered after farmyard manure fertilization while the content of Fe and Mn in grain increased. Application of sewage sludge resulted in significant increase in Fe, Zn and Cu in both soil and grain and in decrease in Mn content in grain. The cadmium content in soil was affected by interaction of organic fertilizers and sulphur. Sulphur alone caused decrease in cadmium content in soil while together with organic fertilizing led to a significant increase.

PL

W jednorocznym doświadczeniu wazonowym badano wpływ nawożenia siarką elementarną (0,42 g na wazon, zawierający 6 kg gleby), obornikiem i osadem ściekowym (obydwa w dawkach 32 g s.m. na wazon) na zawartość Fe, Cu, Zn, Mn i Cd w glebie i ziarnie pszenicy. Doświadczenie obejmowało następujące warianty: 1) kontrola (bez nawożenia), 2) obornik, 3) osad ściekowy, 4) siarka elementarna, 5) obornik i siarka elementarna, 6) osad ściekowy i siarka elementarna. Zastosowanie siarki nie doprowadziło do statystycznie znaczącego wzrostu zawartości metali ciężkich w glebie, jednak skutkowało większą zawartością manganu oraz mniejszą zawartością miedzi w ziarnie pszenicy. Spośród badanych właściwości gleby tylko zawartość Fe obniżyła się po nawożeniu obornikiem, podczas gdy wzrastała zawartość Fe i Mn w ziarnie. Stosowanie osadu ściekowego skutkowało znacznym wzrostem zawartości Fe, Zn i Cu zarówno w glebie, jak i w ziarnie oraz zmiejszeniem zawartości Mn w ziarnie. Zawartość kadmu w glebie była uzależniona od interakcji nawozów organicznych i siarki. Stosowanie samej siarki powodowało obniżenie zawartości kadmu w glebie, podczas gdy łączne jej stosowanie z materiałami organicznymi prowadziło do znacznego wzrostu zawartości Cd.

3

Agrochemical use of waste elemental sulphur in growing white mustard

Ryant P., Hlušek J.

Polish Journal of Chemical Technology

|

2007

|

Vol. 9, nr 2

83-89

EN

In a one-year pot experiment the effect of waste elementary sulphur on the following parameters was observed: 1. on the chemical composition of mustard plants during the growing season, 2. on the yield of seeds, straw and oil, 3. on the chemical composition of seeds and 4. on the content of the water-soluble sulphur in the soil after the harvest. Elemental sulphur was obtained as a waste material of petroleum refining and was incorporated into a 15-15-15 NPK fertiliser where it comprised 4%. The experiment had the following variants: 1) control (unfertilised); 2) NPK 1; 3) NPK 2; 4) NPKS 1; 5) NPKS 2. The smaller dose amounted to 3.3 g, the higher one to 6.7 g of the fertiliser per pot (6 kg of soil). Moreover all variants were performed in 2 different soils - a medium soil with neutral pH value and a heavy one with alkali pH value. At the stage of 6 true leaves, the content of nitrogen in plants increased in accordance with its dose. Simultaneously, sulphur applied in the NPKS fertiliser improved nitrogen utilization. The difference between the variants fertilised with NPK and the variants with NPKS amounted to 38.9% in the neutral medium soil, whereas in the alkali heavy soil it was as low as 1.4%. The yield of both seed and straw in the fertilised variants was statistically significantly higher than in the unfertilised control variant. However, there were observed no statistically significant differences between the variants with sulphur and the variants without sulphur although both the yield of the seed and straw in the variants with NPKS was higher than in the variants with NPK. The application of elemental sulphur into the neutral medium soil increased the concentration of both nitrogen and sulphur in the mustard seed in comparison with the variants fertilised with NPK only. The difference between them comprises 1.8% and 9.0% in variants with the small and high dose, respectively. In the heavy soil, the trend was opposite. The application of sulphur into both soils resulted in the increase of the oil content in comparison with the NPK variants. Sulphur addition to NPK had a positive impact on the augmentation of the available sulphur content in the soil which can positively affect, particularly the following crops. Still, a drop in the pH value was not confirmed.

4

Effect of applications of elemental sulphur on the uptake of copper and zinc by hybrid perun (Lolium multiflorum Lam. x Festuca pragensia Huds.)

Ryant P.

Chemia i Inżynieria Ekologiczna

|

2007

|

Vol. 14, nr 5-6

523-531

EN

The Cu and Zn contents in grass forage of the genus hybrid Perun (Lolium multiflorum Lam. x Festuca pragensia Huds.) were studied in a two-year pot experiment, which included five variants: control (not fertilised), sewage sludge, sewage sludge + elemental sulphur, sewage sludge + milled limestone, sewage sludge + elemental sulphur + milled limestone. Sewage sludge, elemental sulphur and milled limestone were applied before sowing in doses of 32 g dry matter, 1 g and 2.5 g per pot, respectively. The Cu and Zn contents in grass forage and dry matter yields were significantly higher in the first year of sewage sludge applications, elemental sulphur and milled limestone and in the first cuts. Applications combining sewage sludge with elemental sulphur or milled limestone had a significant effect only on hay yields; fertilisation did not considerably affect the variability in Cu and Zn contents. The fertilised variants resulted, on average, in 86% higher yields in the first year and 43% higher yields in the second year of investigations. Soil application of sludge only moderately increased the Cu and Zn contents in grass forage. An addition of elemental sulphur however did not markedly increase these concentrations. The relatively higher content of Zn was associated with its higher content in the sewage sludge (it contained 75% of the EU limit). The application of elemental sulphur did not increase the content of available forms of Cu and Zn every year withdrawn from the soil after the second cut, with the exception of the first year when the Zn content increased by less than one fourth. This is in accord with the finding that after the application of elemental sulphur the exchangeable soil pH reaction declined insignificantly. After joint application of elemental sulphur and milled limestone the availability of Cu and Zn for the plants considerably decreased. The absolute values of the Cu and Zn content in the soil in all variants in both years did not exceed the limit values.

PL

W dwuletnim doświadczeniu wazonowym badano zawartość Cu i Zn w paszy z trawy Perun, mieszańca międzyrodzajowego (Lolium multiflorum Lam. x Festuca pragensia Huds.). Doświadczenie obejmowało pięć wariantów: kontrola (bez nawożenia), osad ściekowy, osad ściekowy + siarka elementarna, osad ściekowy + wapień mielony, osad ściekowy + siarka elementarna + wapień mielony. Osad ściekowy, siarkę elementarną i wapień mielony stosowano przed siewem odpowiednio w dawkach: 32 g s.m., 1 g i 2,5 g na wazon. Zawartość Cu i Zn w paszy z trawy i plon suchej masy były znacznie większe w pierwszym roku stosowania osadu ściekowego, siarki elementarnej i wapienia mielonego oraz w pierwszych pokosach. Łączne stosowanie osadu ściekowego i siarki elementarnej lub wapienia mielonego miało znaczny wpływ tylko na ilość plonu siana, a nawożenie nie oddziaływało znacząco na zmienność zawartości Cu i Zn. Warianty nawozowe skutkowały większymi plonami, średnio o 86% w pierwszym roku i o 43% w drugim roku badań. Doglebowe stosowanie osadów tylko w umiarkowanym stopniu zwiększało zawartości Cu i Zn w paszy z trawy, a dodatek siarki elementarnej nieznacząco zwiększał ich zawartość. Względnie większa zawartość Zn była związana z jego większą zawartością w osadzie ściekowym (osad zawierał 75% wartości granicznej wg UE). Stosowanie siarki elementarnej nie zwiększało zawartości przyswajalnych form Cu i Zn ekstrahowanych z gleby w każdym roku po drugim pokosie, z wyjątkiem pierwszego roku, gdy zawartość Zn zwiększyła się o mniej niż o jedną czwartą. Pozostaje to w zgodzie ze stwierdzeniem, że po stosowaniu siarki elementarnej kwasowość wymienna gleby znacznie zwiększała się. Po łącznym stosowaniu siarki elementarnej i wapienia mielonego przyswajalność Cu i Zn dla roślin istotnie zmniejszała się. Bezwzględna zawartość Cu i Zn w glebie wszystkich wariantów w obydwu latach nie przekraczała wartości granicznych.

5

Danger of copper and zinc contamination of spring wheat grain after the application of sewage sludge and elemental sulphur

Ryant P.

Chemia i Inżynieria Ekologiczna

|

2007

|

Vol. 14, nr 5-6

515-522

EN

The Cu and Zn contents in spring wheat gram after the application of sewage sludge and elemental sulphur were studied in a one-year pot experiment, which included six variants: 1) control (not fertilised), 2) farmyard manure, 3) sewage sludge, 4) elemental sulphur, 5) farmyard manure + elemental sulphur, 6) sewage sludge + elemental sulphur. Farmyard manure and sewage sludge were applied late in summer (24m August 2004), in doses of 32 g dry matter and elemental sulphur in a dose of 0.42 g per pot containing 6 kg of soil. The application of farmyard manure and sewage sludge raised significantly the yield of wheat gram in comparison with the control; sewage sludge significantly more than farmyard manure. Elemental sulphur did not affect the grain yield. The Cu content in wheat gram rose significantly after the application of sewage sludge while farmyard manure had no effect. The application of elemental sulphur significantly reduced the Cu content in wheat gain. The Zn content in wheat grain rose significantly after the application of sewage sludge, too. Farmyard manure and elemental sulphur did not affect the Zn content in wheat gram. The highest copper and zinc content (after sewage sludge application) in wheat gram amounted to only 3% and about 50%, respectively, of fheir maximum tolerated levels in cereals used for food production. Although the application of elemental sulphur increased significantly the value of exchangeable soil acidity, the content of available Cu and Zn in the soil was not affected. Even if lowered, the values of soil pH remained still in the alkali area. The exchangeable soil acidity decreased significantly after the application of farmyard manure and sewage sludge. The Cu and Zn contents were significantly higher after the application of sewage sludge. The absolute values of Cu and Zn contents in soil in all variants did not exceed the limit values and were ten times and four times lower than the tolerable value.

PL

W jednorocznym doświadczeniu wazonowym badano zawartość Cu i Zn w ziarnie pszenicy jarej po zastosowaniu osadu ściekowego i siarki elementarnej. Doświadczenie obejmowało sześć wariantów: 1) kontrola (bez nawożenia), 2) obornik, 3) osad ściekowy, 4) siarka elementarna, 5) obornik + siarka elementarna, 6) osad ściekowy + siarka elementarna. Obornik i osad ściekowy zastosowano późnym latem (24 sierpnia 2004 r.), w ilości 32 g suchej masy, a siarkę elementarną stosowano w dawce 0,42 g na wazon mieszczący 6 kg gleby. Stosowanie obornika i osadu ściekowego zwiększyło znacznie plon ziarna pszenicy w porównaniu z obiektem kontrolnym, przy czym osad ściekowy istotnie bardziej niż obornik. Siarka elementarna nie miała wpływu na plon ziarna. Zawartość Cu w ziarnie pszenicy istotnie wzrosła po zastosowaniu osadu ściekowego, podczas gdy obornik nie miał wpływu na jej poziom. Stosowanie siarki elementarnej znacznie zmniejszyło zawartość Cu w ziarnie pszenicy. Zawartość Zn w ziarnie pszenicy także istotnie zwiększyła się po zastosowaniu osadu ściekowego. Obornik i siarka elementarna nie miały wpływu na zawartość Zn w ziarnie pszenicy. Po zastosowaniu osadu ściekowego, największe zawartości miedzi i cynku w ziarnie pszenicy wynosiły odpowiednio tylko do 3% i około 50% ich maksymalnych dopuszczalnych ilości w zbożach wykorzystywanych do produkcji pasz. Chociaż stosowanie siarki elementarnej istotnie zwiększało wartość kwasowości wymiennej, nie wpłynęło to na zawartość przyswajalnych form Cu i Zn w glebie. Nawet jeśli wartość pH obniżała się, odczyn gleby nadal utrzymywał się w zakresie alkalicznego. Kwasowość wymienna gleby istotnie zmniejszała się po zastosowanie obornika i osadu ściekowego. Zawartości Cu i Zn były znacznie większe po zastosowanie osadu ściekowego. Całkowite zawartości Cu i Zn w glebie wszystkich wariantów nie przekraczały wartości granicznych i były odpowiednio 10 razy i 4 razy mniejsze niż wartości dopuszczalne.

6

The risk of using fermented biowaste for the fertilisation of haylage oats

Ryant P., Hlušek J.

Polish Journal of Chemical Technology

|

2005

|

Vol. 7, nr 1

63-66

EN

The yields of oats used for making hay and the content of some heavy metals (Cd, Zn) in the aboveground biomass were studied in a three-year pot experiment. The experiment had the following variants: Variant 1 - control (without dressing); Variant 2 - farmyard manure; Variant 3 - compost from the city of Cracow (consisting of wood chips, grass, leaves, vegetable residues, and tobacco) and Variant 4 - compost from Cerveny Ujezd (consisting of sewage sludge from a sewage disposal plant in Prague, straw and poultry droppings). The aforementioned fertilisers were used in a single application before sowing in 2001. Doses of individual organic materials were applied in the following final doses of N, P and K nutrients per pot: 1.5 g; 1.1 g; and 1.75 g, respectively. In the 2nd and 3rd year of the experiment, only nitrogen (as ammonium nitrate) was applied into all pots in a dose of 0.75 g N. Composted biowaste is an organic fertiliser comparable to manure. Within the first two years of this experiment the highest yields were obtained in Variant 4, which contained poultry droppings. In Variants 2 and 3 the release of nutrients was slower but the average yields for a three-year period were similar to Variant 4 and significantly higher than the untreated control (Variant 1). The comparisons of the individual years showed that the yields were significantly the highest in the 2nd year due the maximum release of nutrients. The analysis of accumulation of Cd and Zn in oat plants demonstrated that the detected amounts were not higher than the limit contents of Cd issued in the Guidelines of the Czech Ministry of Agriculture No. 451/ 2000 of the Collection of Laws, as well as the limits for dry fodder.

7

Cadmium and zinc content in lettuce affected by various doses of sulphur

Fryščakova E., Ryant P.

Chemia i Inżynieria Ekologiczna

|

2004

|

Vol. 11, nr 9

967--972

EN

As both cadmium and zinc belong to the same group of the periodic table they are similar in their physical and chemical characters. They appear together in rocks and they compete. From the biological point of view they are quite different. The general opinion is that cadmium is the most serious toxic element, whereas zinc is particularly an important plant microelement essential for a number of enzymatic systems, proteosynthesis or metabolism of saccharides and phosphates. The effect of sulphur nutrition on the content of cadmium and zinc in plants was investigated in a vegetation pot trial. The studied crop was lettuce, a Czech cultivar 'Detenicka atrakce'. The experiment was established for soil, which remained after a trial with potatoes fertilised with various doses of sulphur (0 mg S · kg-1, 20 mg S · kg-1, 40 mg S · kg-1, 60 mg S · kg-1) and a constant dose of cadmium (4 mg Cd · kg-1 soil). The elements were applied in the form of cadmium acetate and ammonium sulphate. Ammonium nitrate was supplemented to variants fertilised with 0 mg S · kg-1, 20 mg S · kg-1, 40 mg S · kg-1, so that the net amount of nitrogen in all variants was the same as in the variants fertilised only with ammonium sulphate to the level of 60 mg S · kg-1. Although there were significant differences in the sulphur, cadmium, and/or zinc content in the soi1 after growing two potatoes varieties with various doses of sulphur, the cadmium and zinc content in lettuce heads was not relevantly influenced by various doses of sulphur in the soil. The amount of cadmium in lettuce heads grown in contaminated soil exceeded four times the maximum tolerable amount given in the Decree of the Czech Ministry for Health No. 53/2002.

PL

Kadm i cynk należą do tej samej grupy układu okresowego pierwiastków, mają podobne właściwości fizykalne i chemiczne, razem występują w skałach, mogą wzajemnie zastępować się w związkach chemicznych. Jednak pod względem biologicznym różnią się. Ogólnie rzecz biorąc, kadm jest pierwiastkiem toksycznym, natomiast cynk jest ważnym mikroelementem roślinnym. Występuje w wielu enzymach, wypełnia ważne funkcje przy syntezie białek oraz w metabolizmie cukrów i fosforanów. W ramach doświadczenia wazonowego badano wpływ odżywiania siarką na zawartość kadmu i cynku w roślinach sałaty głowiastej czeskiej odmiany "Detenickli atrakce". Eksperyment został założony na glebie, w którym jako przedplon sałaty uprawiane były ziemniaki, nawożone różnymi dawkami siarki (0 mg S · kg-1, 20 mg S · kg-1, 40 mg S · kg-1, 60 mg S · kg-1) i jednolitą dawką kadmu ((4 mg Cd · kg-1). Pierwiastki te stosowane w formie octanu kadmu oraz siarczanu amonu. W przypadku odmian nawożonych dawkami: 0 mg S · kg-1, 20 mg S · kg-1, 40 mg S · kg-1 dodawano azotan(V) amonu, ażeby wyrównać dawkę azotu w glebie do przypadku nawożenia tylko siarczanem amonu w dawce 60 mg S · kg-1. Choć stwierdzono statystycznie istotne różnice między zawartościami siarki oraz kadmu lub cynku w glebie po uprawie ziemniaków dwóch odmian wcześniej nawożonych różnymi dawkami siarki, rosnące dawki siarki nie miały istotnego wpływu na zawartość kadmu i cynku w główkach sałaty. Zawartość kadmu w główkach sałaty uprawianych na glebie zanieczyszczonej w powyższy sposób przekraczała czterokrotnie maksymalnie zawartość określoną poprzez Rozporządzenie Ministra Zdrowia Republiki Czeskiej nr 53/2002 Dz.