Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

The risk element uptake by chamomile (Matricaria recutita (L.) Rauschert) growing in four different soils

Száková J., Dziaková M., Kozáková A., Tlustoš P.

Archives of Environmental Protection

|

2018

|

Vol. 44, no. 4

12--21

EN

German chamomile (Matricaria recutita (L.) Rauschert) belongs to the plants with a high tolerance to toxic elements. The ability of chamomile to accumulate risk elements was tested in a pot experiment in which four soils contaminated by different levels of arsenic (As), cadmium (Cd), lead (Pb), and zinc (Zn), differing in their physicochemical parameters, were used. The element mobility in the soils was affected predominantly by the cation exchange capacity (CEC) of the soils. Whereas As, Pb, and Zn were retained in roots, Cd showed good ability to translocate to the shoots, including anthodia, even in extremely Cd-contaminated soil without symptoms of phytotoxicity. The bioaccumulation factor for Cd calculated as the ratio of element content in the plant and the soil was the highest among the investigated elements. Between 5.5 and 35% of the total Cd was released to infusion, and its extractability decreased with increasing Cd content in anthodia. The essential oil composition suggested an alteration of the abundance of the individual compounds. However, no detectable contents of risk elements were found in the oil. Chamomile can be recommended as a suitable alternative crop for risk element-contaminated soils tested within this experiment, but only for production of essential oil.

2

The effect of soil risk element contamination level on the element contents in Ocimum basilicum L.

Růžičková P., Száková J., Havlík J., Tlustoš P.

Archives of Environmental Protection

|

2015

|

Vol. 41, no. 2

47--53

EN

Red basil (Ocimum basilicum L.) cv. Red Rubin was cultivated in model pot experiment in the soil amended by arsenic, cadmium and lead solutions in stepwise concentrations representing the soil concentration levels of former mining area in the vicinity of Příbram, Czech Republic. The element levels added to the soil reached up to 40 mg Cd, 100 mg As, and 2000 mg Pb per kg of soil. Moreover, essential macro-and microelements as well as cyanidine contents were investigated to assess their potential interactions with the risk elements. The extractable element portions in soils determined at the end of vegetation period differed according to the individual elements. Whereas the plant-available (extractable with 0.11M CH3COOH) content of Cd represented 70-100% of the added Cd, the mobile portion of Pb did not exceed 1%. The risk element content in plants reflected the increasing element contents in soil. The dominant element portions remained in plant roots indicating the limited translocation ability of risk elements to the aboveground biomass of this plant species. Although the risk element contents in amended plants significantly increased, no visible symptoms of phytotoxicity occurred. However, the effect of enhanced risk element contents on the essential element uptake was assessed. Considering inter-element relationships, elevated sulphur levels were seen in amended plants, indicating its possible role of phytochelatin synthesis in the plants. Moreover, the molybdenum contents in plant biomass dropped down with increasing risk element uptake by plants confirming As-Mo and Cd-Mo antagonism. The increasing content of cyanidine in the plant biomass confirmed possible role of anthocyanins in detoxification mechanism of risk element contaminated plants and suggested the importance of anthocyanin pigments for risk element tolerance of plants growing in contaminated areas.

3

The effect of soil contamination level and plant origin on contents of arsenic, cadmium, zinc, and arsenic compounds in Mentha Aquatica L

Száková J., Tlustoš P., Goessler W., Pokorný T., Findenig S., Balik J.

Archives of Environmental Protection

|

2011

|

Vol. 37, no. 2

109-121

EN

Water mint (Mentha aquatica L.) belongs to the arsenic tolerant plant species suitable for cultivation in Central European climate conditions. Therefore, its possible application for remediation of contaminated soil was investigated in pot and field experiments. Two M. aquatica plants of different origin, i) commercially market-available mint plants, and ii) plants habituated at the arsenic contaminated former mining area in southern Tuscany (Italy) were tested for their arsenic uptake, transformation, and speciation. The total arsenic concentrations in the experimental soils varied from 21 to 1573 mg As kg-1, the mobile fractions did not exceed 2% of total soil arsenic. The mint plants originating from the contaminated area were able to remove ~400 μg of arsenic per pot, whereas the commercial plant removed a significantly lower amount (~300 μg of arsenic per pot). Only arsenite and arsenate, but no organoarsenic compounds were identified in both stems and leaves. Arsenate was the predominant arsenic compound and reached up to 80% regardless of the origin of the mint plants. Although M. aquatica seems to be able to grow in contaminated soils without symptoms of phytotoxicity, its efficiency to remove arsenic from the soil is limited as can be demonstrated by total elimination of As from individual pots not exceeding 0.1%. Moreover, the application of plants originating from the contaminated site did not result in sufficient increase of potential phytoextraction efficiency of M. aquatica. Although not suitable for phytoextraction the M. aquatica plants can be used as vegetation cover of the contaminated soil at the former mining areas.

4

Sulphur and Copper Content in Oilseed Rape Plants after the Application of Ammonium Nitrate-Sulphate

Balík J., Tlustoš P., Pavlíková D., Wiśniowska-Kielian B., Černy J.

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2009

|

Vol. 16, nr 5/6

515-522

EN

Sulphur is an important nutrient for winter rape because its large requirement for this element. The influence of N-S fertilizer on the copper content in the plants of winter oilseed rape plants was studied in precise field experiment. The evaluation involved two treatments of a single rate for the first spring fertilizer application with 100 kg N o ha^-1 in the AN treatment (nitro-chalk) and 100 kg N + 50 kg S o ha'^-1 in the ANS treatment (ammonium nitrate-sulphate). Its application to soil affected the content of total extractable and mineral sulphur in soil. Common application of N-S nutrients in ANS fertilizer had a positive effect on sulphur content in winter rape plants. Sulphur content in root ranged from 0.23 to 0.52 % and aboveground biomass from 0.33 to 0.79 %. The highest content was found in leaves (to 1.76 % of S in head leaves). A positive influence of the ANS fertilizer on the copper contents in different part of plants was determined. The highest Cu concentrations were determined in the leayes and in florescences, the lowest ones occurred in the Steni. The concentration of Cu ranged within the interval of l .56-8.75 mg Cu o kg^-1 of dry matter depending on the growth period and the part of the plant. No differences in the copper content have been determined in the seeds of individual treatment. The highest uptake in the aboyeground parts of the plants was recorded in the green pod period and amounted to 57.4 g Cu o ha^-1 for the ANS treatment.

PL

Siarka jest ważnym składnikiem dla rzepaku ozimego z powodu dużego zapotrzebowania na ten pierwiastek. W ścisłym doświadczeniu polowym badano wpływ nawozu azotowo-siarkowego (N-S) na zawartość miedzi w roślinach rzepaku ozimego. Ocena obejmowała dwie kombinacje pierwszego wiosennego nawożenia pojedynczą dawką: 100 kg N o ha~' w formie saletrzaku (AN) i 100 kg N o ha^-1 + 50 kg S o ha^-1 w formie saletrosiarczanu amonu (ANS). Zastosowanie tego nawożenia do gleby oddziaływało na ogólną zawartość siarki oraz zawartość mineralnej siarki w glebie. Łączne stosowanie składników N-S w nawozie ANS miało dodatni wpływ na zawartość siarki w roślinach rzepaku. Zawartość siarki w korzeniach wahała się od 0,23 do 0,52 % a w nadziemnej biomasie od 0,33 do 0,79 % S. Najwięcej siarki zawierały liście (do 1,76 % S w liściach górnych). Stwierdzono dodatni wpływ nawozu ANS na zawartość miedzi w różnych częściach rośliny. Największą zawartość Cu zanotowano w liściach i kwiatostanach, a najmniejszą w łodygach. Zawartość miedzi mieściła się w zakresie 1,56-8,75 mg Cu o kg^-1 suchej masy zależnie od fazy rozwojowej i części rośliny. Nie stwierdzono różnic w zawartości miedzi w nasionach z poszczególnych obiektów. Największe pobranie przez części nadziemne roślin, wynoszące do 57,4 g Cu o ha^-1, zanotowano w fazie zielonej łuszczyny w kombinacji ANS.

5

Effect of Cadmium and Zinc on Metabolism of Spinach

Pavlíková D., Pavlík M., Staszková L., Balík J., Száková J., Tlustoš P.

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2009

|

Vol. 16, nr 5/6

639-645

EN

Changes in metabolism of spinach (Spinacia oleracea L., 'Matador' cv.) plants exposed to stress caused by two heavy metals: cadmium and zinc were studied. The distribution of these elements in biomass (in root, leaf blade, petiole), chlorophyll content and activity of glutamate 5-kinase [E.C.2.7.2.11] the enzyme catalyzing the first step of proline biosynthesis were investigated in pot experiments. Results of the experiment revealed the toxic effects of cadmium and zinc at both tested levels (2.5, 25 mg Cd and 50, 500 mg Zn o kg^-1) for spinach. Under these conditions, decrease of glutamate kinase activity in spinach plants grown on contaminated treatments compared with untreated control was found. Allosteric regulation of glutamate kinase activity by free proline creates a possibility for an increase in glutamic acid content due to the synthesis of glutathione and subsequently phytochelatines in plant cells. For this reason the rates of Cd and Zn applied into soil decreased the glutamate kinase activity. The higher doses of both metals negatively affected yield of spinach dry biomass, but only Cd dose (25 mg Cd o kg^-1 soil) was associated with the significant inhibition of aboveground biomass compared with control treatment (by 14 %). The highest contents of both elements were analyzed in blades of spinach leaves. Chlorophyll content was decreased only by higher cadmium dose.

PL

Badano zmiany metabolizmu roślin szpinaku (Spinacia oleracea L., odmiany 'Matador') eksponowanych na stres powodowany przez dwa metale ciężkie: kadm i cynk. W doświadczeniu wazonowym badano rozmieszczenie tych pierwiastków w biomasie (w korzeniach, blaszkach i ogonkach liściowych), zawartość chlorofilu oraz aktywność kinazy glutaminianowej [E.C.2.7.2.11], enzymu katalizującego pierwszy stopień biosyntezy proliny. Wyniki doświadczenia wykazały toksyczny wpływ kadmu i cynku na szpinak w obydwu zastosowanych dawkach (2,5 i 25 mg Cd oraz 50 i 500 mg Zn o kg^-1). W tych warunkach stwierdzono spadek aktywności kinazy glutaminianowej w roślinach szpinaku rosnących w obiektach zanieczyszczonych metalami w porównaniu z obiektem kontrolnych, bez ich dodatku. Regulacja allosteryczna aktywności kinazy glutaminianowej przez wolną prolinę indukuje możliwość zwiększenia zawartości kwasu glutamiowego w wyniku syntezy glutationu, a następnie fitochelatyn w komórkach roślin. Z tego względu dawka Cd i Zn zastosowana do gleby zmniejszyła aktywność kinazy glutaminianowej. Większa dawka obydwu metali ujemnie oddziaływały na plon suchej masy szpinaku, ale tylko dawka 25 mg Cd - kg^-1 gleby wywołała znaczne zahamowanie (o 14 %) wzrostu nadziemnej biomasy w porównaniu z obiektem kontrolnym. Największe zawartości obydwu metali stwierdzono w blaszkach liściowych szpinaku. Zawartość chlorofilu zmniejszyła się tylko po zastosowaniu większej dawki kadmu.

6

Behaviour of Cd, Cr, Cu, Pb, and Zn in Fluvisol and Cambisol Fertilized with Composts

Hanč A., Tlustoš P., Balík J., Száková J.

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2009

|

Vol. 16, nr 5/6

567-573

EN

Risk elements contents play important role in compost quality determination. The aim of the work was to evaluate main risk elements availability in two soils with various parameters after composts application. The changes of risk elements mobility in soils fertilized with composts differed in dependence on soil parameters (risk elements contamination of soil, clay particles content, organic matter content and pH value) and on used extraction agent. Cadmium, zinc and partly chromium extracted in 0.01 mol o dm^-3 CaCl2 solution were immobilized and lead was released to soil solution of both soils. The remediation ability of composts in cadmium and lead contaminated soil was found only for cadmium.

PL

Zawartość pierwiastków szkodliwych odgrywa ważną rolę w wyznaczaniu jakości kompostu. Celem badań była ocena przyswajalności głównych pierwiastków szkodliwych w dwóch glebach o różnych parametrach po zastosowaniu kompostów. Zmiany mobilności tych pierwiastków w glebach nawożonych kompostami różniły się w zależności od właściwości gleby (zanieczyszczenia gleb pierwiastkami szkodliwymi, zawartości frakcji iłu, zawartości materii organicznej i wartości pH) i od użytego odczynnika ekstrakcyjnego. Kadm, cynk i częściowo chrom ekstrahowane roztworem 0,01 mol CaCl2 o dm^-3 były unieruchamiane, a ołów był uwalniany do roztworu glebowego obydwu gleb. Zdolność remediacyjną kompostu w glebach zanieczyszczonych kadmem i ołowiem stwierdzono tylko w przypadku kadmu.

7

Effect of cadmium content in soil and crop rotation on cadmium accumulation in plant biomass

Pavlikova D., Balik J., Tlustoš P.

Chemia i Inżynieria Ekologiczna

|

2007

|

Vol. 14, nr 3-4

363-369

EN

This paper is focused on the cadmium accumulation by aboveground biomass of oat, maize, spring barley and poppy grown on two soils with different Cd contamination and on effect of rotation of these cultivated crops on Cd accumulation. Cadmium is readily available to plants from soil source, therefore its content rapidly increased in all plants growing in more polluted soil - Chernozem. The highest Cd content was determined in maize biomass growing on Chernozem and closely responded to Cd content in soil. The results showed differences of Cd plant uptake in dependence on crop rotation. First year low accumulation of barley was caused by its low ability to release soil Cd from firm bounds. Oat and maize affected the Cd accumulation in directly growing crops due to plant residues leaving on the soils after the harvest and their decomposition and due to release of exudates affecting mobility of cadmium in the soils. The analyses of soils confirmed the results of Cd uptake by plants and show the lowest soil Cd content after crop rotation maize - oat - poppy - barley.

PL

Przedstawiono akumulację kadmu w nadziemnej biomasie owsa, kukurydzy, jęczmienia jarego i maku na dwóch glebach w różnym stopniu zanieczyszczonych kadmem oraz wpływ zmianowania tych upraw na jego akumulację. Kadm jest łatwo dostępny dla roślin z zasobów glebowych, dlatego jego zawartość szybko zwiększała się we wszystkich roślinach uprawianych na bardziej zanieczyszczonej glebie - czarnoziemie. Największą zawartość Cd stwierdzono w biomasie kukurydzy. Odpowiadała ona ściśle większej zawartości Cd w glebie. Wyniki wskazują na różnice ilości Cd pobranego przez rośliny w zależności od miejsca w zmianowaniu. Mała akumulacja Cd przez jęczmień w pierwszym roku była spowodowana słabą jego zdolnością do uwalniania Cd z gleby ze stabilnych związków. Owies i kukurydza oddziaływały na akumulację Cd w bezpośrednio po nich uprawianych roślinach następczych na skutek pozostawiania resztek roślinnych w glebie i ich rozkładu oraz w wyniku uwalniania eksudatów, które oddziałują na mobilność kadmu w glebie. Analizy gleby potwierdziły wyniki pobrania Cd przez rośliny i wykazały najmniejszą zawartość Cd po zmianowaniu kukurydza - owies - mak -jęczmień.

8

Accumulation of cadmium and lead in feedstuff grown on fields contaminated by industrial activities

Tlustoš P., Šichorova K., Szakova J., Balik J.

Chemia i Inżynieria Ekologiczna

|

2007

|

Vol. 14, nr 5-6

557-564

EN

The agricultural activities in contaminated areas are strongly limited, and crop production can be relatively easily affected by higher accumulation of contaminants in harvestable parts of biomass. In the Czech Republic, Pribram area belongs among the most contaminated ones representing contamination caused by atmospheric deposition of potentially toxic elements due to exploitation and processing of lead ores and lead production. Total soil contents of elements in the target area fluctuated within 0.2 and 7.6 mg kg-' of cadmium, and 123-2000 mg kg-1 of lead. Soil Cd pollution resulted in elevated accumulation in plants where this element was more intensively accumulated in wheat gram compared with maize one. On the contrary, lead accumulation was higher in maize kernels compare with wheat gram. Therefore, planting of maize in soils with total lead content higher than 900 mg o kg-' can lead to unacceptable risk of feedstuff contamination according to EU Directive act 32/2002.

PL

Działalność rolnicza na terenach zanieczyszczonych jest silnie ograniczana, a produkcja roślinna może być względnie łatwo podatna na większą akumulację zanieczyszczeń w zbieranych częściach biomasy. Rejon Pribram należy do najbardziej zanieczyszczonych obszarów w Republice Czeskiej, podlegających zanieczyszczeniu powodowanemu przez depozycje atmosferyczne potencjalnie toksycznych pierwiastków w wyniku eksploatacji i przeróbki rud ołowiu oraz produkcji ołowiu. Ogólna zawartość pierwiastków w glebie obszaru wokół tego obiektu waha się od 0,2 do 7,6 mg Cd kg-' i 123-2000 mg Pb kg-'. Zanieczyszczenie gleby kadmem skutkowało podwyższoną jego akumulacją w roślinach, przy czym pierwiastek ten był bardziej intensywnie akumulowany w ziarnie pszenicy niż w ziarnie kukurydzy. Przeciwnie, ołów był akumulowany w większym stopniu w ziarnie kukurydzy niż w ziarnie pszenicy. Zatem, uprawa kukurydzy na glebach o ogólnej zawartości ołowiu ponad 900 mg kg-' może prowadzić do niedopuszczalnego zanieczyszczenia paszy według Dyrektywy EU 2002/32/EC.

9

Content of Mo, Mn, and Zn in oilseed rape plants and quality of seeds after application of differ-ent forms of nitrogen and sulphur fertilizers

Balik J., Wiśniowska-Kielian B., Pavlikova D., Tlustoš P., Černy J.

Chemia i Inżynieria Ekologiczna

|

2006

|

Vol. 13, nr 9

875-881

EN

The aim or experiments was to determine the effect or N-S fertilizing on the content or selected microelements (Mo, Mn and Zn) in the winter oilseed rape plants and the quality or the seed production. A rate of 100 kg N . ha-1 applied in nitrochalk (27 % N) and 100 kg N . ha-1 + 50 kg S . ha-1 in ammo-nium nitrate sulphate (26 % N, 13 % S). The precise field experiments were realized on fertile Luvisol (Praha Uhřineves, experimental station of Czech University or Agriculture in Prague). Treatment with application of ammonium nitrate sulphate showed higher biomass production within the whole growing period in contrast to nitrochalk treatment as well yield was higher. The content or Mn and Zn in seed was significantly increased, 00 the other band application of this fertilizer significantly decreased Mo content. It was observed an increase or oil and glucosinolate contents in seeds as a result or N-S fertilization.

PL

Celem doświadczeń było oszacowanie wpływu nawożenia N i S na zawartość wybranych mikroelementów (Mo, Mn, Zn) w roślinach rzepaku ozimego oraz jakość wyprodukowanych nasion, Dawkę 100 kg N . ha-1 stosowano w formie saletrzaku (27 % N) a 100 kg N . ha-1 + 50 kg S . ha-1 w formie saletry amonowo-siarczanowej (26 % N, 13 % S). Ścisłe doświadczenie polowe prowadzono na zasobnej glebie płowej (Praga - Uhřineves, stacja doświadczalna Czeskiego Uniwersytetu Rolniczego w Pradze). Stosowanie saletry amonowo-siarczanowej spowodowało większą produkcję biomasy w całym okresie wzrostu niż w przypadku nawożenia saletrzakiem, jak również uzyskano w tym obiekcie większy plon nasion. W tych warunkach zawartość Mn i Zn w nasionach znacznie zwiększała się, z drugiej strony stosowanie tego nawozu poważnie obniżyło zawartość Mo. Stwierdzono zwiększenie zawartości oleju i glukozynolatów w nasionach jako skutek nawożenia N i S.

10

Arsenic, cadmium, lead and zinc uptake by Pteris cretica L. and Mentha aquatica L.

Richtrová E., Tlustoš P., Száková J., Balík J.

Chemia i Inżynieria Ekologiczna

|

2006

|

Vol. 13, nr 9

973-980

EN

Environmental pollution is a serious problem which affects all biota of the world. Heavy metals and metalloids are very stable in the environment and therefore it is necessary to find the appropriate cleaning technology. Phytoremediation, i.e. the utilization of green plants in cleaning of contaminated soils, waters and wastes, is one of them. Quite recently new accumulating plants were discovered on soils polluted by arsenic - among them Pteris cretica L, fern from the same family as arsenic hyperaccumulator Pteris vittata L, and Mentha aquatica L In our study both As accumulating plants were tested in the pot experiment on five soils of different level and origin of contamination by As and other toxic elements. Results of experiments showed very good As accumulation capacity by Pteris cretica. Plant leaves accumulated up to 915 mg As . kg-1 d.m., but the accumulation of other elements was substantially lower, 0.2 mg Cd . kg-1 d.m. and 1.2 mg Pb . kg-1 d.m. Mentha aquatica introdueed significantly lower As accumulation capacity up to 6.2 mg As. kg-1 d.m. Other elements were accumulated in slightly higher extend: 0.5 mg Cd . kg-1 and 4.9 mg Pb . kg-1 d.m. than in Pteris. Extremely high mixed contamination adversely affected biomass yield and subsequently bioaccumulation coefficient of all investigated metals. Long term metal tolerance as well as climate suitability bas to be investigated in the future research within several harvests.

PL

Zanieczyszczenie środowiska jest poważnym problemem, który oddziałuje na florę i faunę świata. Metale ciężkie i metaloidy są bardzo stabilne w środowisku, dlatego konieczne jest znalezienie odpowiednich technologii oczyszczania. Fitoremediacja, czyli wykorzystywanie roślin zielonych w oczyszczaniu zanieczyszczonych gleb, wód i ścieków, jest jedną z nich. Całkiem niedawno na glebach zanieczyszczonych arsenem odkryto nowe rośliny akumulujące - wśród nich Pteris cretica L., paproć z tej samej rodziny co hyperakumulator arsenu Pteris vittata L, oraz Mentha aquatica L W przeprowadzonych badaniach testowano obydwie rośliny akumulujące As w doświadczeniu wazonowym na pięciu glebach o różnym poziomie i pochodzeniu zanieczyszczenia As i innymi pierwiastkami toksycznymi. Badania wykazały bardzo dobrą zdolność Pteris cretica do akumulacji As. Liście akumulowały do 915 mg As . kg-1, ale akumulacja innych pierwiastków była istotnie mniejsza, 0,2 mg Cd. kg-1 i 1,2 mg Pb. kg-1. Mentha aquatica wykazała wyraźnie mniejsze zdolności do akumulacji As, do 6,2 mg As. kg-1. Inne pierwiastki były akumulowane w nieznacznie większym zakresie, 0,5 mg Cd. kg-1 i 4,9 mg Pb . kg-1 niż w Pteris. Skrajnie duże zanieczyszczenie mieszaniną metali niekorzystnie oddziaływało na ilość plonu biomasy i w konsekwencji na współczynniki bioakumulacji wszystkich badanych metali. Powinny być prowadzone dalsze badania nad długotrwałą tolerancją metali, jak również sprzyjających jej warunków klimatycznych w ciągu kilku zbiorów roślin.

11

Accumulation capacity and remediation potential of several plant species on soils with different level of cadmium and zinc contamination

Fuksova Z., Szakova J., Pavlikova D., Tlustoš P.

Chemia i Inżynieria Ekologiczna

|

2006

|

Vol. 13, nr 9

891-898

EN

Remediation capability of several plant species to remove Cd and Zn from soils with different concentra-tion of toxic metals was investigated in this experiment. We used two hyperaccumulator species and five species of fast growing trees (willows and poplars). Experiment was realized in pots containing 5 kg of air-dried and fertilized soil. Tested soils bad law, medium and high concentrations of investigated elements. Fast growing trees are not able to grow on highly contaminated soil. They not survive due to phytotoxicity of this environment. Only hyperaccumulator species are able to grow there, but with low remediation efficiency. Phytoremediation is feasible only on medium contaminated soil. Hyperaccumulators contained significantly higher concentrations of Cd (82.3-271 mg . kg-1) and Zn (89.4-870 mg . kg-1) in aboveground biomass comparered to fast growing trees there (17.3-41.1 mg. kg-1 of Cd; 15.1-60.6 mg. kg-1 of Zn). On the other side, they produced significantly lower yield. Comparable remediation potential of Salix dasyclados and tested hyperaccumulators (Arabidopsis halleri and Thlaspi caerulescens) was found on medium contaminated soil.

PL

Badano zdolność remediacyjną kilku gatunków roślin do usuwania Cd i Zn z gleb o różnej zawartości metali toksycznych. Szybko rosnące drzewa nie są zdolne do wzrostu na bardzo zanieczyszczonych glebach, ponieważ nie są zdolne do przetrwania z powodu fitotoksyczności tego środowiska. Tylko gatunki będące hiperakumulatorami są zdolne do wzrostu w takich warunkach, ale charakteryzują się małą efektywnością remediacyjną. Fitoremediacja jest wykonalna tylko na średnio zanieczyszczonej glebie. Hiperakumulatory zawierają znacznie większe ilości Cd i Zn w nadziemnej biomasie w porównaniu z szybko rosnącymi w tych warunkach drzewami. Z drugiej strony, wytwarzają znacznie mniejsze plony. Stwierdzono porównywalny potencjał remediacyjny Salix dasyclados i testowanych hiperakumulatorów (A. halleri and T. caerulescens) na średnio zanieczyszczonej glebie.

12

Zn fractionation in soils and its content in potato, maize, wheat and barley after sewage sludge application - multiple field experiment

Tlustoš P., Balik J., Szakova J., Černy J., Hanč A.

Chemia i Inżynieria Ekologiczna

|

2005

|

Vol. 12, nr 3

289-295

EN

Zinc distribution among main soil fractions and its accumulation in potatoes, maize, wheat and barley after soil treatments by sewage sludge was investigated in multiple field experiment at five different soil-c1imatic regions of the Czech Republic. Sludge and inorganic Zn addition supported an increase of its mobile forms content in all tested soils. The smallest increase of Zn mobility after Zn addition was found at Chernozem, which bad the highest sorption capacity. Remained experimental soils showed less capability to bind Zn, especially Cambisols, which bad the lowest pH. This experiment confirmed influence of sewage sludge application on increase of Zn mobility in soil. In dependence on individual soil properties Zn availability grew up in all tested soils and it was not dependent on the Zn form entered into the soil. A rise of available Zn in soils reflected in its higher content in plants, especially in the case of triple sludge rate. Long-term evaluation of sludge application will be necessary because of possible environmental risk.

PL

Badano podział cynku pomiędzy główne frakcje glebowe i jego nagromadzanie w ziemniaku, kukurydzy, pszenicy i jęczmieniu po zastosowaniu osadu ściekowego w wielokrotnym doświadczeniu polowym w pięciu różnych regionach glebowo-klimatycznych Republiki Czeskiej. Dodatek osadu i Zn w formie nieorganicznej zwiększało zawartość jego mobilnych form we wszystkich badanych glebach. Najmniejszy wzrost mobilności po dodaniu Zn obserwowano na czarnoziemie, który miał największą pojemność sorpcyjną. Pozostałe gleby doświadczalne, zwłaszcza brunatnoziemne, które miały najniższe pH, wykazywały mniejszą zdolność do wiązania Zn. Doświadczenie to potwierdza, że stosowanie osadów ściekowych zwiększa mobilność Zn w glebie. W zależności od właściwości poszczególnych gleb dostępność Zn zwiększyła się we wszystkich badanych glebach, niezależnie od formy Zn wprowadzonej do gleby. Zwiększenie zawartości dostępnego Zn w glebach znalazło odbicie w dużej jego zawartości w roślinach, zwłaszcza w przypadku stosowania potrójnej dawki osadu. Długotrwała ocena stosowania osadów byłaby konieczna ze względu na możliwe zagrożenie środowiska.

13

Sequential fractionation and differences in binding forms of risk elements in spinach biomass

Pawlíková D., Pavlík M., Vasíčková S., Száková J., Tlustoš P., Balík J.

Chemia i Inżynieria Ekologiczna

|

2005

|

Vol. 12, nr 1-2

101-108

EN

The sequential extraction is advisable method for the investigation of relationships between the content of trace elements and biosynthesis of stress metabolites and the influence of trace e1ements on the transformation of biosynthesis of selected compounds. The distribution of risk elements into main groups of compounds in spinach biomass was investigated using seven-step sequential extraction (solvents used: petroleum ether (A) _ ethyl acetale (B) _ butanol (C) _ methanol (D) - methanol+H2O (1+1; v/v) (E) - H2O (F) - methanol + H2O + HCI (49.3 + 49.3 + 1.4; v/v/v)) (G). Isolated fractions were characterized by using IR spectroscopy and content of risk elements (As, Cd, Pb, Cu and Zn) was determined in the individual fractions. Lipophilic compounds with low content of risk elements were separated into first two fractions (A, B). Low molecular compounds of secondary metabolism and polar lipids were separated into the third and fourth fractions and high molecular compounds, mainly polypeptides and proteins into fifth and sixth fractions (E, F). G fraction contains polar compounds after acid hydrolysis. Non-extractable residues formed the last fraction. Results of sequential analysis showed different portions of investigated elements in individual fractions. Different origin and plant breeding of 'Monores' and 'Matador' spinach varieties can cause difference of results.

PL

Sekwencyjna ekstrakcja jest metodą godną polecenia do badania zależności między zawartością pierwiastków śladowych a biosyntezą metabolitów stresu i wpływu pierwiastków śladowych na transformację biosyntezy wybranych związków. Badano rozdział niebezpiecznych pierwiastków pomiędzy grupy związków w biomasie szpinaku, stosując siedmiostopniową sekwencyjną ekstrakcję (stosując jako ekstrahenty: eter na ftowy (A) - octan etylu (B) - butanol (C) - metanol (D) - metanol + H2O (l + l; v/v) (E) - H2O (F) - metanol + H2O + HCl (49,3 + 49,3 + 1,4; v/v/v)) (G). Wyodrębnione frakcje charakteryzowano, stosując spektroskopię IR, a w poszczególnych frakcjach oznaczano zawartość niebezpiecznych pierwiastków (As, Cd, Cu, Zn i Pb). Substancje lipofilne o małej zawartości niebezpiecznych pierwiastków wyodrębniano w pierwszych dwóch frakcjach (A, B). Małomolekularne związki wtórnego metabolizmu i polarne lipidy wyodrębniano we frakcji trzeciej i czwartej, a związki makromolekularne - głównie polipeptydy i białka we frakcji piątej i szóstej (E, F). Frakcja G zawiera związki polarne po kwaśnej hydrolizie. Ostatnią frakcję tworzyły nieekstrahowalne pozostałości. Wyniki analizy sekwencyjnej wykazały różne udziały badanych pierwiastków w poszczególnych frakcjach. Różne pochodzenie i hodowle roślin odmian szpinaku 'Monores' i 'Matador' mogą powodować różnice uzyskanych wyników.

14

Nitrogen balance, mineral nitrogen content and microbial biomass nitrogen in long-term experiment with maize

Balík J., Černy J., Tlustoš P., Zitková M., Sýkora K., Wiśniowska-Kielian B.

Chemia i Inżynieria Ekologiczna

|

2004

|

Vol. 11, nr 8

703--711

EN

The effect of different systems of N fertilization on nitrogen balance and N transformation in the soil I was studied in long-term stationary experiments with successive growing of maize. Average nitrogen uptake by the aboveground biomass was 116 kg N · ha-1 for the control, 162-170 kg N · ha-1 for fertilization treatments. All experimental treatments bad a negative balance of N inputs and outputs, and it was -1394 kg N · ha-1 for the control (for 12 experimental years). After the application of mineral fertilizers, a lower content of total carbon and nitrogen was measured in the topsoil compared to the control and treatments with organic fertilization. The highest content of microbial biomass nitrogen was measured for manure treatment, by 38-133% higher than for the control. In treatments with applications of mineral nitrogen fertilizers microbial biomass N was lower on average by 22-30% against the control. The changes in the nitrogen regime of soil were characterized by the content of extractable nitrogen and carbon in extractions by 0.01 M CaCl2. With respect to the content of mineral nitrogen and easily extractable organic nitrogen and carbon in the topsoil the control was most stable followed by farmyard manure treatment.

PL

W wieloletnim doświadczeniu statycznym z następczą uprawą kukurydzy badano oddziaływanie różnych systemów nawożenia azotem na bilans N i jego przemiany w glebie. Średnie pobranie azotu z nadziemną biomasą z obiektu kontrolnego wynosiło 116 kg N · ha-1, for 162-170 kg N · ha-1 dla obiektów nawożonych. We wszystkich obiektach doświadczalnych stwierdzono ujemny bilans azotu wniesionego do gleby i odprowadzonego z plonem roślin. Dla obiektu kontrolnego po 12 latach doświadczenia wynosił on -1394 kg N · ha-1. Po zastosowaniu nawozów mineralnych, stwierdzono małą ogólną zawartość C i N w wierzchniej warstwie gleby w porównaniu z obiektami kontrolnym i z nawożeniem organicznym. Najwyższą zawartość azotu biomasy mikroorganizmów stwierdzono w przypadku nawożenia obornikiem, o 38-133% więcej niż w obiekcie kontrolnym. W obiektach, na których stosowano mineralne nawozy azotowe, zawartość azotu biomasy mikroorganizmów była niższa o 22-30% w porównaniu z obiektem kontrolnym. Zmiany reżimu azotu w glebie charakteryzowano zawartością azotu i węgla ekstrahowanego roztworem 0,01 mol CaCl2 dm-3. Obiekt kontrolny był najbardziej stabilny, tuż po obiekcie nawożonym obornikiem, pod względem zawartości azotu mineralnego i łatwo ekstrahowanego azotu i węgla organicznego w wierzchniej warstwie gleby.