Effect of zinc and copper soil contamination on the transpiration intensity and stomal index of winter crop wheat seedlings

• Autorzy: Stolarska A , Wrobel J. , Wozniak A. , Marska B.

Warianty tytułu

PL

Wplyw zanieczyszczenia gleby cynkiem i miedzia na intensywnosc transpiracji oraz indeks szparkowy siewek pszenicy ozimej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In the study, the physiological response of wheat plants to the effect of metal salts was examined by measuring gaseous exchange transpiration parameters, such as transpiration intensity, stomatal conductivity and stomata count per 1 mm2 of the leaf under- and upperside. The study was carried out using the gley soil [black earth] of granulometric composition of loam collected from the plough-humus horizon of 0-10 cm depth. The soil was contaminated with different pollutant doses, i.e. 0 (control), 0.05, 0.5, 5 and 50 mmol·kg-1. Each combination was seeded with 10 wheat grains. Two-factor analysis of variance was used, with the type of applied salt (ZnSO4 and CuSO4) being the first factor and its dose the second one. The significance of factors was examined with Tukey's test (p<0.05). A delayed germination of seeds was observed in relation to the control in soil samples contaminated with 5 mmol·kg-1 (both salts). The seedlings examined showed large differentiation in their response to Zn and Cu; in the case of CuSO4, transpiration was much lower than under the effect of ZnSO4. The transpiration intensity was the lowest after application of copper salts in a concentration of 5 and 50 mmol-kg1, whereas the highest one was observed in zinc concentration of 5 mmol·kg-1. The soil contamination with a dose of 0.05 and 50 mmol·kg-1 resulted in a significant decrease of stomatal conductivity in relation to the control. The examined heavy metals significantly affected the stomatal count only on the leaf underside, where it increased at the highest concentration of heavy metals, i.e. 50 mmol·kg-1.

PL

Reakcję fizjologiczną roślin pszenicy na działanie soli metali badano mierząc parametry wymiany gazowej, takie jak: intensywność transpiracji, przewodność szparkowa oraz liczba aparatów szparkowych na 1 mm2 dolnej i górnej epidermy blaszki liściowej. Badania przeprowadzono z użyciem czarnej gleby o składzie granulometrycznym gliny, pobranej z poziomu orno-próchniczego z głębokości 0-10 cm. Glebę zanieczyszczono różnymi dawkami polutantów: 0 - kontrola; 0,05; 0,5; 5; 50 mmol·kg-1. Do wszystkich wariantów wysiano po 10 nasion pszenicy. Zastosowano dwuczynnikową analizę wariancji: pierwszym czynnikiem był rodzaj zastosowanej soli (ZnSO4, CuSO4), a drugim dawka. Istotność czynników testowano testem Tukeya na poziomie 0,05. Zaobserwowano opóźnione kiełkowanie nasion w stosunku do kontroli w glebie zanieczyszczonej dwoma rodzajami soli w ilości 5 mmol·kg-1. Stwierdzono, że badane rośliny różnie reagowały na zastosowany metal. W przypadku soli miedzi transpiracja roślin była znacznie mniejsza niż w przypadku soli cynku. Intensywność transpiracji była najmniejsza po zastosowaniu soli miedzi w stężeniu 5 i 50 mmol·kg1, natomiast największe natężenie transpiracji wykazano po zastosowaniu soli cynku w stężeniu 5 mmol·kg-1. Zanieczyszczenie gleby dawką 0,05 i 50 mmol-kg-1 spowodowało znaczne zmniejszenie przewodności szparkowej w stosunku do kontroli. Badane metale ciężkie wpłynęły istotnie na liczbę aparatów szparkowych jedynie na dolnej epidermie blaszki liściowej, gdzie ich liczba zwiększyła się po zastosowaniu dawki 50 mmol·kg-1 metali ciężkich.

Słowa kluczowe

EN

winter crop; wheat; seedling; transpiration intensity; zinc; stoma index; copper; winter wheat; soil contamination

• Wydawca: -
• Czasopismo: Journal of Elementology
• Rocznik: 2007
• Tom: 12
• Numer: 1
• Opis fizyczny: p.79-86,fig.,ref.

Twórcy

autor

Stolarska A

• Agricultural University in Szczecin, Slowackiego 17, 71-434 Szczecin, Poland

autor

Wrobel J.

autor

Wozniak A.

autor

Marska B.

Bibliografia

• Burzyński M., Kłobus G. 2004. Changes of photosynthetic parameters cucumber leaves under Cu, Cd and Pb stress. Photosynthetica, 42 (4): 505-510.
• Brune A., Urbach W., Dietz K.-J. 1994. Compartmentation and transport of zinc in barley primary leaves as basic mechanismus involved in zinc tolerance. Plant, Cell Environment, 17: 153-162.
• Faber A, Warta Z. 1981. Wpływ zanieczyszczeń przemysłowych zawierających cynk, ołów, kadm na przyrodnicze warunki rolnictwa. Post. Nauk Rol., 3: 117-134.
• Gorlach E. 1991. Metale ciężkie w glebie i roślinach. Aura, 11: 9-13.
• Harborne J.B. 1997. Dictionary of plant toxins. John Wiley & Sons, pp. 523.
• Monnet F., Vaillant N., Hitmi A., Coudret A., Sallanon H. 2001. Endophytic Neotyphodium lolii induced tolerance to Zn stress in Lolium perenne., Physol., Plant., 113: 557-563.
• Ocena skażenia środowiska Polski metalami ciężkimi przy użyciu mchów jako biowskaźników. 1997. PIOŚ. Warszawa.
• Pandey N., Sharma Ch. 2002. Effect of heavy metals Co 2+ , Ni 2+ and Cd 2+ on growth and metabolism of cabbage. Plant Sc., 163: 753-758.
• Przybulewska K., Stolarska A. 2004. Wpływ stężenia metali ciężkich (Hg, Pd, Cu) w glebie na wzrost i rozwój siewek jęczmienia. J. Elementol., 9 (3): 469-475.
• Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 9 września 2002 r. w sprawie jakości gleby oraz standardów jakości ziemi. Dz.U. Nr 165 poz. 1359.
• Stolarska A,. Wróbel J., Woźniak A., Marska B. 2006. Influence of copper and zinc in soil on Physiological Reaction of Wheat seedling. Ecol. Chem. Eng. (in press).
• Stroiński A. 2002. Odporność roślin na stres wywierany przez metale ciężkie. Biotechnology, 3 (58): 124-135.
• Trzaskoś M., Dzida M. 1995. Metale ciężkie w glebie na łąkowo-pastwiskowych terenach przyległych do autostrady. Zesz. Prob. Post. Nauk Rol., 421a: 361-365.