Effect of soil contamination with arsenic and application of different substances on the manganese content in plants

• Autorzy: Najmowicz T , Wyszkowski M. , Ciecko Z.

Warianty tytułu

PL

Wplyw zanieczyszczenia gleby arsenem i aplikacji roznych substancji na zawartosc manganu w roslinach

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The aim of the study has been to determine the effect of some substances such as dolomite, loam, compost, pinewood bark, peat, lime, charcoal, natural and synthetic zeolite on reducing the impact of soil contamination with arsenic on the content of manganese in some plant species. The content of manganese in the test plants depended on the degree of soil contamination with arsenic, application of different substances as well as on the plant species and organ. Soil contamination with arsenic caused either an increase or a decrease in the content of manganese in plants depending on a plant species and organ. In the series without soil amending substances, in the arsenic contaminated objects the manganese content decreased in above-ground parts of cocksfoot and swede but increased in above-ground parts and roots of maize and yellow lupine, in roots of cocksfoot and swede and in straw and roots of spring barley. On the other hand, the highest rates of arsenic depressed the content of manganese in roots of cocksfoot, swede and spring barley. Addition of any of the aforementioned substances to contaminated soil changed the content of manganese in the plants. The most unambiguous effect of the different substances was determined in the case of above-ground parts of maize as well as above-ground parts and roots of cocksfoot, in which the manganese content fell down, and in roots of yellow lupine, grain and straw of spring barley, in which the content of manganese rose. Charcoal and loam caused the largest and synthetic zeolite led to the smallest changes in the content of manganese in plants.

PL

Celem badań było określenie oddziaływania dodatku do gleby wybranych substancji: dolomitu, iłu, kompostu, kory sosnowej, torfu, wapna, węgla drzewnego, zeolitu naturalnego i zeolitu syntetycznego na ograniczenie wpływu zanieczyszczenia gleby arsenem i zawartość manganu w wybranych roślinach. Zawartość manganu w badanych roślinach zależała od poziomu zanieczyszczenia gleby arsenem, aplikacji substancji oraz od gatunku i organu roślin. Zanieczyszczenie gleby arsenem powodowało zwiększenie lub zmniejszenie zawartości manganu w roślinach, w zależności od ich gatunku i organu. W serii bez dodatków, w obiektach zanieczyszczonych arsenem, odnotowano zmniejszenie zawartości manganu w częściach nadziemnych kupkówki i brukwi oraz zwiększenie jego zawartości w częściach nadziemnych oraz korzeniach kukurydzy i łubinu żółtego, w korzeniach kupkówki pospolitej i brukwi pastewnej, a także w słomie i korzeniach jęczmienia jarego. Jednakże najwyższe dawki arsenu wywołały zmniejszenie zawartości manganu także w korzeniach kupkówki, brukwi i jęczmienia jarego. Dodatek do gleby różnych substancji spowodował zmiany w zawartości manganu w badanych roślinach. Ich najbardziej jednoznaczny wpływ stwierdzono w częściach nadziemnych kukurydzy oraz w częściach nadziemnych i korzeniach kupkówki, w których następowało, na ogół, zmniejszenie, oraz w korzeniach łubinu żółtego, ziarnie i słomie jęczmienia jarego, gdzie wykazano zwiększenie zawartości manganu. Węgiel drzewny i ił powodowały największe zmiany w zawartości manganu w roślinach, a zeolit syntetyczny najmniejsze.

Słowa kluczowe

EN

soil contamination; arsenic; substance application; manganese content; plant species; content change

• Wydawca: -
• Czasopismo: Journal of Elementology
• Rocznik: 2010
• Tom: 15
• Numer: 3
• Opis fizyczny: p.549-558,ref.

Twórcy

autor

Najmowicz T

• University of Warmia and Mazury in Olsztyn, pl.Lodzki 4, 10-727 Olsztyn, Poland

autor

Wyszkowski M.

autor

Ciecko Z.

Bibliografia

• Andersson A., Siman G. 1991. Levels of Cd and some other trace elements in soils and crops as influenced by lime and fertilizer level. Acta Agr. Scand., 41(1): 3-11.
• ATSDR 2000. Toxicological profile for arsenic. U.S. Department of Health and Human Services, Public Health Service, Atlanta GA.
• Caussy D. 2003. Case studies of the impact of understanding bioavability: arsenic. Ecotox. Environ. Safe., 56: 164-173.
• Cummings G.A., Xie H.S. 1995. Effect of soil pH and nitrogen source on the nutrient status in peach. II. Micronutrients. J. Plant Nutr., 18(3): 553-562.
• Guo T.R., Zhou M.X., Wu F.B., Chen J.X. 2007. Influence of aluminum and cadmium stresses on mineral nutrition and root exudates in two barley cultivars. Pedosphere, 17(4): 505-512.
• Hahn G., Marschner H. 1998. Cation concentrations of short roots of Norway spruce as affected by acid irrigation and liming. Plant Soil, 199(1): 23-27.
• Han F.X., Su Y., Monts D.L., Plondinec M.J., Banin A., Triplett G.E. 2003. Assesment of global industrial-age anthropogenic arsenic contamination. Naturwissenschaften, 90: 395-401.
• Hławiczka S. 1998. Ocena emisji metali ciężkich do powietrza z obszaru Polski. Cz. II. Emisje w latach 1980-1995. [Evaluation of the emission of heavy metals to air in Poland. Part II. Emission in 1980-1995]. Arch. Ochr. Środ., 4: 91-108. (in Polish)
• Jain C.K., Ali I. 2000. Arsenic: occurrence, toxicity and speciation techniques. Water Res., 34 (17): 4304-4312.
• Karczewska A., Bogda A., Szulc A., Krajewski J., Gałka B. 2005. Zanieczyszczenie arsenem gleb i osadów dennych strumieni w rejonie polimetalicznego złoża Żeleźniak w Górach Kaczawskich. [Arsenic pollution of soils and bottom sediments in streams near a polymetal source called Żeleźniak in the Kaczawskie Mountains]. J. Elementol., 10(3)/2: 747-755. (in Polish)
• Lipiński W. 2000. Czynniki kształtujące występowanie arsenu i rtęci w glebach użytków rolnych Lubelszczyzny. [Factors shaping the presence of arsenie and mercury in soils of agricultural land in the region of Lubelszczyzna]. J. Elementol., 5(1): 37-43. (in Polish)
• Mongia A.D., Singh N.T., Mandal L.N., Guha A. 1998. Effect of liming, superphosphate and rock phosphate application to rice on the yield and uptake of nutrients on acid sulphate soils. J. Ind. Soc. Soil Sci., 46(1): 61-66.
• Ordinance of the Polish Ministry for Environment of 9th September 2002. [Rozporządzenie Ministra Środowiska z 9 września 2002 r. w sprawie standardów jakości gleby oraz standardów jakości ziemi]. Dz.U. Nr 165, poz. 1359. (in Polish)
• Ostrowska A., Gawliński S., Szczubiałka Z. 1991. Metody analizy i oceny właściwości gleb i roślin. Katalog. [Methods of analysis and evaluation of properties of soi land plants. A catalogue]. Inst. Ochr. Środ., Warszawa, ss. 334. (in Polish)
• Paivoke A.E.A., Simola L.K. 2001. Arsenate toxicity to Pisum sativum: Mineral nutrients, chlorophyll content, and phytase activity. Ecotox. Environ. Safe., 49: 111-121.
• Shaibur M.R., Kitajima N., Sugawara R. Kondo T., Huq S.M.I., Kawai S. 2008. Physiological and mineralogical properties of arsenic-induced chlorosis in barley seedlings grown hydroponically. J. Plant Nutr., 31(2): 333-353.
• STATSOFT, INC. 2007. STATISTICA (data analysis software system), version 8.0. www.statsoft.com.
• Uyanoz R., Cetin U., Karaarslan E. 2006. Effect of organic materials on yields and nutrient accumulation of wheat. J. Plant Nutr., 29(5): 959-974.
• Warner S.D. 2003. Distinguishing natural and anthropogenic sources of arsenic: Implications for site characterization. In: U.S. EPA Workshop on Managing Arsenic Risks to the Environment: Characterization of Waste, Chemistry, and Treatment and Disposal, U.S. Environmental Protection Agency, Denver, http://www.epa.gov/nrmrl/pubs/ 625r03010/625r03010.pdf: 38.