Comparison of the effect of liming and magnesium treatment of heavy metal contaminated soil on the content of magnesium, calcium and iron in broad beans [Vicia faba L. ssp. maior]

• Autorzy: Gospodarek J , Nadgorska-Socha A.

Warianty tytułu

PL

Porownanie oddzialywania wapnowania i nawozenia magnezowego gleby skazonej metalami ciezkimi na zawartosc magnezu, wapnia i zelaza w roslinach bobu [Vicia faba L. ssp. maior]

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Tests have been conducted to determine the effect of liming and magnesium treatment on the content of magnesium, calcium and iron in broad bean plants growing on soil polluted with such heavy metals as cadmium, lead, nickel, copper and zinc. In 2005, an experiment was conducted in the village Zagaje Stradowskie (Świętokrzyskie Province) on degraded Chernozem formed from loess, acid in reaction and containing 1.13% of organic carbon. Analyses were performed on aerial parts of cv. White Windsor broad bean (Vicia faba L. ssp. maior), cultivated in three series: on limed soil, on soil receiving magnesium fertilizers; on unlimed soil without magnesium fertilization. In each series, the plants were cultivated on the following objects: unpolluted soil with a natural content of heavy metals (control); unpolluted soil with a natural content of heavy metals and mineral fertilization (control+NPK); soil polluted with a cadmium dose 4 mg·kg-1 d.m.; soil polluted with a dose of 530 mg·kg-1 of lead; soil contaminated with a copper dose 85 mg·kg-1 d.m., soil contaminated with a dose of 1000 mg·kg-1 of zinc and soil polluted with a nickel dose 110 mg·kg-1 d.m. Liming was based on the analysis of hydrolytic acidity of soils from individual objects. The administered dose was established according to 1Hh. Magnesium treatments were identical in all objects. i.e. 20.4 mg·kg-1 soil d.m. Soil contamination with zinc or nickel leads to a considerable decrease in magnesium and calcium level in broad bean aerial parts but rises iron level. Liming rather than magnesium fertilization applied to soil polluted with heavy metals, such as zinc or nickel, contributes to balancing the content of the analyzed macronutrients in broad beans. The content of Ca, Fe and Mg in plants after liming approached the level determined in the control plants.

PL

Celem badań było określenie wpływu wapnowania i nawożenia magnezowego na zawartość mangezu, wapnia i żelaza w roślinach bobu rosnących w warunkach gleby zanieczyszczonej pojedynczymi metalami ciężkimi: kadmem, ołowiem, niklem, miedzią i cynkiem. Gleba użyta w doświadczeniu to czarnoziem zdegradowany wytworzony z lessu o odczynie kwaśnym i zawartości węgla organicznego 1,13%. Doświadczenie przeprowadzono w 2005 r., w miejscowości Zagaje Stradowskie (woj. świętokrzyskie). Analizie poddano części nadziemne bobu (Vicia faba L. ssp. maior) odm. Windsor Biały uprawianego w trzech seriach: na glebie wapnowanej; poddanej nawożeniu magnezowemu; niewapnowanej i nienawożonej magnezem. W każdej serii rośliny uprawiano w następujących obiektach: gleba niezanieczyszczona — o naturalnej zawartości metali ciężkich (kontrola); gleba niezanieczyszczona — o naturalnej zawartości metali ciężkich nawożona mineralnie (kontrola + NPK); gleba zanieczyszczona kadmem w dawce 4 mg·kg-1 s.m.; gleba zanieczyszczona ołowiem w dawce 530 mg·kg-1 s.m.; gleba zanieczyszczona miedzią w dawce 85 mg·kg-1 s.m.; gleba zanieczyszczona cynkiem w dawce 1000 mg·kg-1 s.m.; gleba zanieczyszczona niklem w dawce 110 mg·kg-1 s.m. Wapnowanie przeprowadzono opierając się na analizie kwasowości hydrolitycznej gleby z poszczególnych obiektów. Zastosowano dawkę według 1 Hh. Na wszystkich obiektach zastosowano jednakowe nawożenie magnezowe: 20,4 mg Mg·kg-1 s.m. Skażenie gleby cynkiem lub niklem prowadzi do znacznego obniżenia poziomu magnezu i wapnia w częściach nadziemnych bobu, a podwyższa poziom żelaza. Wapnowanie gleby skażonej metalami ciężkimi, takimi jak cynk lub nikiel, bardziej niż nawożenie magnezowe przyczynia się do zrównoważenia zawartości badanych makropierwiastków w roślinie - zawartość Ca, Fe i Mg w roślinach po zwapnowaniu gleby zbliżyła się do poziomu stwierdzonego w roślinach kontrolnych.

Słowa kluczowe

EN

soil; liming treatment; magnesium fertilization; heavy metal; soil contamination; contaminated soil; magnesium content; calcium content; iron content; broad bean; Vicia faba ssp.major; metal accumulation

• Wydawca: -
• Czasopismo: Journal of Elementology
• Rocznik: 2010
• Tom: 15
• Numer: 1
• Opis fizyczny: p.81-88,fig.,ref.

Twórcy

autor

Gospodarek J

• University of Agriculture in Krakow, Al.Mickiewicza 21, 31-120 Krakow, Poland

autor

Nadgorska-Socha A.

Bibliografia

• Azcue J., Mudroch A. 1994. Comparison of different washing, ashing, and digestion methods for the analysis of trace elements in vegetation. Intern. J. Environ. Chem., 57: 151-162.
• Gospodarek J., Nadgórska-Socha A. 2007. Effect of soil liming and magnesium fertilization on heavy metal concentrations in broad bean plants (Vicia faba L., ssp. maior) growing in heavy metal polluted soil. Ecol. Chem. Engin., 14 (9): 966-974.
• Gospodarek J., Nadgórska-Socha A. 2008. The effect of liming of heavy metal polluted soil on the content of magnesium, calcium and iron in broad bean (Vicia faba L. ssp. maior) plants. Ecol. Chem. Engin. (in press).
• Helmisaari H-S., Makkonen K., Olsson M., Viksna A., Malkonen E. 1999. Fine-root growth, mortality and heavy metal concentrations in limed and fertilized Pinus silvestris (L.) stands in the vicinity of a Cu-Ni smelter in SW Finland. Plant Soil, 209(2): 193-200.
• Kabata-Pendias A., Pendias H. 1993. Biogeochemia pierwiastków śladowych [Biogeochemistry of trace elements]. Wyd. Nauk. PWN, Warszawa (in Polish).
• Kotowska J. 1992. Wpływ wapnowania i nawożenia mineralnego na plon oraz zawartość Cu, Zn, Fe, Ca, K, N, P w roślinach uprawianych w zmianowaniu [Effect of liming and mineral fertilization on yield and content of Cu, Zn, Fe, Ca, K, N, P in plants grown in a crop rotation system] . Rozprawy 146, AR Szczecin, 85 pp (in Polish).
• Krebs R., Gupta S. K., Furrer G., Schulin R. 1998. Solubility and plant uptake of metals with and without liming of sludge-amended soils. J. Environ Qual., 27: 18-23.
• Maciejewska M., Kotowska J. 1998. Współdziałanie nawożenia NPK oraz wapnowania gleby na bioprzyswajalność niektórych metali przez rośliny łąkowe [Interaction between NPK fertilization and soil liming in bioavailability of some metals to meadow plants]. Fol. Univ. Agric. Stetin. 190, Agric., 72: 205-209 (in Polish).
• Ostrowska A., Gawliński S., Szczubiałka Z. 1991. Metody analizy i oceny właściwości gleb i roślin [Methods for analysis and evaluation of soil and plant properties]. Katalog Inst. Ochr. Środ., Warszawa (in Polish).
• Scheffer K., Koch E., Vardaskis F. 1978. Uber die Verteilung der Schwermetalle Eisen, Mangan und Zink in Sommergerstenpflanzen. Landwirtsch. Forsch., 21 (3-4): 156-161.
• Wang X., Ling Chen L., Xia S., Zhao J. 2008. Changes of Cu, Zn, and Ni chemical speciation in sewage sludge co-composted with sodium sulfide and lime. J. Environ. Sci., 20 (2): 156-160.
• Wong J.W.C., Lai K.M., Su D.S., Fang M. 2001. Availability of heavy metals for Brassica chinensis grown in an acidic loamy soil amended with a domestic and an industrial sewage sludge. Water, Air Soil Pollut., 128 (3-4): 339-353.
• Wyszkowski M. 2002. Ionic relationships between macroelements in yellow lupine depending on cadmium contamination and magnesium fertilization of soil. Magn. Res., 16 (1): 75-78.
• Wyszkowski M., Wyszkowska J., Włodkowska L. 2006. Correlations between macroelements content of spring barley and the enzymatic activity of soil contaminated with copper, zinc, tin and barium. EJPAU 9(2). http://www.ejpau.media.pl/volume9/issue2/abs-02.html.