Effect of soil contamination with anthracene and pyrene on yield and accumulation of macronutrients in butter lettuce [Lactuca sativa L.]

• Autorzy: Krzebietke S , Sienkiewicz S.

Warianty tytułu

PL

Wplyw skazenia gleby antracenem i pirenem na plonowanie i kumulacje makroskladnikow w salacie maslowej [Lactuca sativa L.]

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Toxic compounds which belong to PAHs are generated during all types of combustion of fuels and other substances as well as a result of natural processes (mineralisation). Products which appear during the above processes eventually reach soil, where they accumulate. The objective of this study has been to evaluate the effect of anthracene and pyrene accumulated in soil on yield, concentration of macronutrients (N, P, K, Mg, Ca, Na) and their uptake by cv. Vilmorin butter lettuce (Lactuca sativa L.) grown under the minimum and 3-fold enriched abundance of substrate. A pot experiment in four replicates was carried out twice in a greenhouse at the University of Warmia and Mazury in Olsztyn, in the spring of 2007 and 2008. Supplementary fertilisation was applied before planting butter lettuce. At the first rate of fertilisation, nitorgen was introduced in a full dose before planting lettuce, but at the triple rate of nutrients in substrate, it was divided into 2/3 of the dose before planting and the remaining 1/3 applied to soil 10 days after planting. Soil contamination with anthracene (ANT) and pyrene (PYR) or their mixture started 10 days after planting lettuce. Soil application of the two PAHs was performed 5 times at five-day intervals until the end of the growing season of lettuce. Determination of macronutrients (N, P, K, Mg, Ca, Na) was accomplished with standard methods after mineralisation (H2SO4 + H2O2) of the plant material dried at 60oC. The determinations were peformed in comparison to certified material (CTA-VTL-2). Increasing the abundance of substrate in nutrients (N, P, K, Mg, Na, Cl) by three-fold led to a 13.7% increase in yield of lettuce heads. The PAH compounds present in the substrate depressed lettuce yield. This tendency was more evident when anthracene rather than pyrene contaminated soil. ANT and PYR depressed the concentration of nitrogen but raised the concentration of calcium in substrate less abundant in nutrients.

PL

Toksyczne związki z grupy WWA powstają nie tylko w wyniku szeroko pojętych procesów spalania paliw, lecz również wskutek procesów naturalnych (mineralizacji). Produkty powstałe w trakcie tych procesów ostatecznie trafiają do gleby i ulegają kumulacji. Celem badań była ocena wpływu antracenu oraz pirenu zakumulowanych w glebie na plonowanie oraz zawartość makroskładników (N, P, K, Mg, Ca, Na) i ich pobranie przez sałatę masłową (Lactuca sativa L.) odmiany Vilmorin uprawianą w warunkach minimalnej i 3-krotnie zwiększonej zasobności podłoża. Doświadczenie wazonowe w 4 powtórzeniach prowadzono 2-krotnie wiosną w hali wegetacyjnej UWM w Olsztynie, w latach 2007-2008. Uzupełniające nawożenie zastosowano przed posadzeniem sałaty masłowej. W przypadku minimalnego poziomu nawożenia azot zastosowano w całości przed sadzeniem, natomiast w przypadku potrojonej ilości składników pokarmowych w podłożu – 2/3 dawki przed posadzeniem rozsady, a 1/3 dawki doglebowo po 10 dniach od posadzenia. Skażanie gleby antracenem (ANT) oraz pirenem (PYR) i ich mieszaniną rozpoczęto po 10 dniach od posadzenia sałaty. Wybrane WWA aplikowano doglebowo 5-krotnie w odstępach 5 dni. Zabieg stosowano do końca wegetacji. Oznaczenia makroskładników (N, P, K, Mg, Ca, Na) dokonano standardowymi metodami po mineralizacji (H2SO4+H2O2) wysuszonego w 60oC materiału roślinnego. Oznaczenia przeprowadzono wobec materiału certyfikowanego (CTA-VTL-2). Zwiększenie 3-krotnie zasobności składników pokarmowych (N, P, K, Mg, Na, Cl) w podłożu przyczyniło się do wzrostu plonu główek sałaty o 13,7%. Obecne w podłożu związki z grupy WWA zmniejszyły plon sałaty. Wyraźniej ta tendencja występowała w przypadku antracenu niż pirenu. ANT i PYR doprowadziły do spadku zawartości azotu oraz wzrostu koncentracji wapnia, w warunkach niskiej zasobności podłoża w składniki pokarmowe.

Słowa kluczowe

EN

soil contamination; anthracene; pyrene; macronutrient accumulation; butter lettuce; Lactuca sativa; fertilizer rate

• Wydawca: -
• Czasopismo: Journal of Elementology
• Rocznik: 2010
• Tom: 15
• Numer: 4
• Opis fizyczny: p.653-660,fig.,ref.

Twórcy

autor

Krzebietke S

• University of Warmia and Mazury in Olsztyn, Oczapowskiego Street 8, 10-719 Olsztyn, Poland

autor

Sienkiewicz S.

Bibliografia

• Blumer M. 1976. Polycyclic aromatic compounds in nature. Sci. Amer., 234: 35-45.
• Huang X.D., McConkey B.J., Babu T.S., Greenberg B.M. 1997. Mechanisms of photoinduced toxicity of photomodified anthracene to plants: inhibition of photosynthesis in the aquatic higher plant Lemna gibba (duckweed). Environ. Toxicol. Chem., 8: 1707-1715.
• Kummerova M., Slovak L., Holoubek I. 1995. Phytotoxity studies of benzo(a)pyrene with Lactuca sativa. Tox. Environ, Chem., 15: 197-203.
• Kipopoulou A.M., Manoli E., Samara C. 1999. Bioconcentration of polycyclic aromatic hydrocarbons in vegetables grown in an industrial area. Environ. Pollut., 106: 369-380.
• Maliszewska-Kordybach B. 1992. The effect of organic amendment on the persistance of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in soil. Arch. Ochr. Środ., 2: 153-162. (in Polish)
• Maliszewska-Kordybach B., Smreczak B. 1999. Fitotoksyczne oddziaływanie wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych w glebach o zróżnicowanych właściwościach [Phytotoxic influence of polycyclic aromatic hydrocarbons in soils of different properties], Rocz. Glebozn., 1-2: 15-30. (in Polish)
• Wieczorek J.K., Wieczorek Z.J., Olszewski J. 2004. Radish (Raphanus dativus L.) and lettuce (Lactuca sativa L.) sensitivity to low concentration of anthracene applied by foliar deposition. Zesz. Probl. Post. Nauk Rol., 496: 527-536. (in Polish)
• Wieczorek J.K., Wieczorek Z.J., Olszewski J., Bałdyga B., Smoczyńska K., Smoczyński S.S. 2001. Effect of high anthracene concentration in the soil on its accumulation and growth of pea plants. Natur. Sci., 8: 135-143.
• Wieczorek J.K., Wieczorek Z.J., Sienkiewicz S. 2006. Anthracene — induced modifications in the growth of yellow lupine, Lupinus luteus L., and in concentrations of some mineral components. Fres. Environ. Bull., 15 (7): 670-674.
• Tsibulsky V. 2001. Polycyclic aromatic hydrocarbons emission inventories and emission expert estimates. Technical Note, 7: 8-29.