PL EN


Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników
2015 | 33 |

Tytuł artykułu

Effects of cadmium and salinity-sodicity on acid and alkaline phosphatase activity with reference to ecological importance of soil pollution

Treść / Zawartość

Warianty tytułu

PL
Oddziaływanie kadmu oraz zasolenia na aktywność fosfatazy kwaśnej i zasadowej w odniesieniu do ekologicznego znaczenia skażenia gleby

Języki publikacji

EN

Abstrakty

EN
The aim of the study was to determine the changes of the acid and alkaline phosphatase activity in the soil caused by the presence of cadmium and NaCl. The experiment was carried out in the laboratory condition, on soil samples taken from the arable-humus horizon of Gumieniecka Plain black earths. Granulometric composition of this soil was sandy loam. The organic carbon content was 1.09%, total nitrogen content was 0.14% and pH in 1 M KCl 6.81. Various concentrations of Cd(NO3)2 and NaCl were introduced to soil samples. The amount of cadmium added to the soil was 0, 1, 5 and 25 mg Cd2+ · kg–1 , and the amount of NaCl was 0 and 0.5% of soil weight. On day 1, 7, 14, 28 , 56 and 112 alkaline and acid phosphatase activity was determined spectrophotometrically. The obtained results are converted with respect to the enzyme activity in the soil controls (assuming it to be 100%) and given as percent of inhibition. The results were shown as environmental danger zones graphs. The activity of acid and alkaline phosphatase changed significantly after addition of cadmium and sodium chloride to the soil. Both, cadmium and salinity of the soil, caused inhibition of phosphatase activity, which increased with enhancing concentration of metals in the soil. Sodium chloride intensified the negative effect of cadmium on phosphatase activity in the soil. Observed inactivation of phosphatases caused by 25 mg Cd2+ · kg–1 of Cd ranged, on the graphs of ecological danger zones, in the area of critical values, which may indicate that cadmium disturbs the metabolism of phosphorus compounds in soil.
PL
Celem pracy było określenie zmian aktywności fosfatazy kwaśnej i zasadowej w glebie, wywołanych obecnością kadmu, w warunkach zróżnicowanego zasolenia. Doświadczenie przeprowadzono w warunkach laboratoryjnych, na próbkach gliny lekkiej, pobranych z poziomu ornoprochnicznego czarnych ziem Równiny Gumienieckiej. Zawartość węgla organicznego w glebie wynosiła 1,09%, azotu ogółem 0,14%, a pH w 1 M KCl 6,81. Do części ziemistych materiału glebowego wprowadzono, w rożnych kombinacjach, wodne roztwory azotanu(V) kadmu i chlorku sodu. Ilość dodanego kadmu do gleby wynosiła 0, 1, 5 i 25 mg Cd2+ ・ kg–1, a ilość NaCl 0 i 0,5% wagowych. W 1., 7., 14., 28., 56. i 112. dniu doświadczenia oznaczono spektrofotometrycznie aktywność fosfataz. Otrzymane wyniki przeliczono w stosunku do aktywności enzymów w glebie kontrolnej (przyjmując ją za 100%) i podano jako procent inhibicji. Wyniki zmian aktywności fosfataz przedstawiono na wykresach ekologicznych stref zagrożenia. Aktywność fosfatazy kwaśnej i zasadowej uległa istotnym zmianom po wprowadzeniu do gleby kadmu oraz chlorku sodu. Zarówno kadm, jak i zasolenie gleby spowodowały inhibicję aktywności fosfataz glebowych, która zwiększała się wraz ze wzrostem stężenia metalu w glebie. Obecność chlorku sodu pogłębiała negatywne oddziaływanie kadmu na aktywność fosfatazową gleby. Zaobserwowana inaktywacja fosfataz wywołana dodatkiem kadmu w ilości 25 mg ・ kg–1 znajdowała się na wykresach stref ekologicznego zagrożenia w obszarze wartości krytycznych, co może świadczyć o zaburzeniach w metabolizmie związków fosforu w glebie.

Słowa kluczowe

Twórcy

  • Department of Plant Physiology and Biochemistry, West Pomeranian University of Technology, Szczecin, Juliusza Slowackiego 17, 71-434 Szczecin, Poland
autor
  • Department of Plant Physiology and Biochemistry, West Pomeranian University of Technology, Szczecin, Poland
autor
  • Department of Plant Physiology and Biochemistry, West Pomeranian University of Technology, Szczecin, Poland

Bibliografia

  • Acosta-Mortinez V., Tabatabai M.A. 2000. Enzyme activities in limed agricultural soil. Biol. Fertil. Soils 31, 85–91.
  • Ahmad I., Khan K.M. 1988. Studies on enzymes activity in normal and saline soils. Pak. J. Agric. Res. 9(4), 506–508.
  • Banerjee A., Sanyal S., Sen S. 2012. Soil phosphatase activity of agricultural land: A possible index of soil fertility. Agric. Sci. Res. J. 2(7), 412–419.
  • Bruins M.R., Kapil S., Oehme F.W. 2000. Microbial resistance to metals in the environment. Ecotoxic. Environ. Safety 45, 198–207.
  • Dar G.H. 1995. Effect of heavy metals (Cd, Cr, Ni and Pb) on soil microbial biomass, C mineralization and enzyme activities. J. Ecol. Environ. Sci. 21, 87–95.
  • Dick W.A., Cheng L., Wang P. 2000. Soil acid and alkaline phosphatase activity as pH adjustment indicators. Soil. Biol. Biochem. 32, 1915–1919.
  • Domsch K.H., Jagnow G., Anderson T.-H. 1983. An ecological concept for the assessment of sideeffects of agrochemicals on soil microorganisms. Res. Rev. 86, 65–105.
  • Frankenberger W.T., Bingham F.T. 1982. Influence of salinity on soil enzyme activities. Soil Sci. Soc. Am. J. 46(6), 1173–1177.
  • Garcıa C., Hernandez T. 1996. Influence of salinity on the biological and biochemical activity of a calciorthird soil. Plant Soil 178(2), 255–263.
  • Ghollarata M., Raiesi F. 2007. The adverse effects of soil salinization on the growth of Trifolium alexandrinum L. and associated microbial and biochemical properties in a soil from Iran. Soil Biol. Biochem. 39(7), 1699–1702.
  • Hassan W., Akmal M., Muhammad I., Younas M., Zahaid K.R., Ali F. 2013. Response of soil microbial biomass and enzymes activity to cadmium (Cd) toxicity under different soil textures and incubation times. Austr. J. Crop Sci. 7(5), 674–680.
  • Khan-Mohammadi Z., Nourbakhsh F. 2011. Does salinity enhance Cd toxicity to soil alkaline phosphatase? Arch. Agron. Soil Sci. 57(7), 753–762.
  • Landi L., Renella G., Moreno J.L., Falchini L., Nannipieri P. 2000. Influence of cadmium on the metabolic quotient, L:-D-glutamic acid respiration ratio and enzyme activity: microbial biomass ratio under laboratory conditions. Biol. Fertil. Soils 32(1), 8–16.
  • Lemanowicz J., Siwik-Ziomek A., Koper J. 2013. Content of total phosphorus in soil under maize treated with mineral fertilization against the phosphatase activity J. Elem. 18(3), 415–424.
  • Margesin R. 1996. Acid and alkaline phosphomonoesterase with the substrate p-nitrophenyl phosphate [in: Methods in soil biology. F. Schinner, E. Öhlinger, E. Kandeler, R. Margesin (eds.)].Berlin. Springer Verl., 213–217.
  • Naidu R., Kookana R.S., Smner M.E., Harter R.D., Tiller K.G. 1997. Cadmium sorption and transport in variable charge soils: A review. J. Environ. Qual. 26, 602–617.
  • Omar S.A., Abdel-Sater M.A., Khallil A.M., Abdalla M.H. 1994. Growth and enzyme activities of fungi and bacteria in soil salinized with sodium chloride. Folia Microbiol. 39(1), 23–28.
  • Rasol N., Reshi Z.A. 2010. Effect of the fungicidal Moncozeb at different application rates on enzyme activities in a silt loam soil of the Kashmir Himalaya, India. Tropical Ecol. 52, 199–205.
  • Rietz D.N., Haynes R.J. 2003. Effect of irrigation-induced salinity and sodicity on soil microbial activity. Soil Biol. Biochem. 35(9), 845–854.
  • Siddikee M.A., Tipayno M.A., Kim K., Chung J., Sa T. 2011. Influence of varying of salinity-sodicity stress on enzyme activities and bacterial population of Coastal soils of Yellow Sea, South Korea. J. Microbiol. Biotechnol. 21(4), 341–346.
  • Sokolova I.M. 2004. Cadmium effects on mitochondrial function are enhanced by elevated temperatures in a marine poikilotherm, Crassostrea virginica Gmelin (Bivalvia: Ostreidae). J. Exp. Biol. 20, 2639–2648.
  • Tabatabai M.A., Bremner J.M. 1969. Use of p-nitrophenyl phosphate for assay soil phosphatase activity. Soil Biol. Biochem. 1(4), 307–310.
  • Telesiński A. 2012. Wpływ zasolenia na wybrane biochemiczne wskaźniki żyzności gleby [The effect of salinity on some biochemical indices of soil fertility]. Woda-Środ.-Obsz. Wiej. 12(1), 209–217 [in Polish].
  • Wienhold B.J., Andrews A.A., Karlen D.L. 2004. Soil quality: a review of the science and experiences in the USA. Environ. Geochem. Health 26, 89–95.
  • Wyszkowski M., Wyszkowska J. 2009. The effect of soil contamination on the growth and chemical composition of spring barley (Hordeum vulgare L.) and its relationship with the enzymatic activity in soil. Fresen. Environ. Bull. 18(7), 1046–1053.
  • Wyszkowska J., Borowik A., Kucharski M., Kucharski J. 2013. Effect of cadmium, copper and zinc on plants, soil microorganisms and soil enzymes. J. Elem. 18(4), 769–796.
  • Xu X., Liu C., Li R., Wang X. 2013. Impacts of cadmium stress on soil microbial and enzyme activities under laboratory conditions. J. Food Agric. Environ. 11(3&4), 1430–1434.
  • Zheng C.R., Tu C., Chen H.M. 1999. Effect of combined heavy metal pollution on nitrogen mineralization potential, urease and phosphatase activities in a typic udic ferrisol. Pedosphere 9(3), 251–258.

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikatory

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.agro-a994a020-a163-4535-a88e-c44776874078
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.