Arzénkezelés hatása zöldborsó (Pisum sativum L.) arzén- és foszforkoncentrációjára, valamint szárazanyag-produktumára

Várallyay, Szilvia and Balláné Kovács, Andrea and Soós, Áron and Kovács, Béla (2016) Arzénkezelés hatása zöldborsó (Pisum sativum L.) arzén- és foszforkoncentrációjára, valamint szárazanyag-produktumára. Agrokémia és Talajtan, 65 (2). pp. 275-295. ISSN 0002-1873

Preview	Text (Article) 0088.2016.65.2.7.pdf Download (246kB) | Preview
Preview	Text (Erratum) 0088.2017.66.1.0.pdf Download (531kB) | Preview

Abstract

Az arzénnal szennyezett termőterület a világ valamennyi részére kiterjedő globális problémát jelent. Az arzén a növények számára nem esszenciális mikroelem, mely a szennyezett talajon történő növénytermesztés által a növények számára felvehetővé válik. Az arzén felvételének következtében olyan növényfiziológia folyamatok sérülhetnek, melyek súlyos anomáliák kialakulásához vezetnek. Kutatómunkánk célja növekvő koncentrációjú (0, 3, 10, 30, 90 és 270 mg kg⁻¹) arzénkezelésben részesített talajon termesztett zöldborsó szárazanyag-produktumában bekövetkező változások nyomon követése mellett, az egyes növényi szervek (gyökér, szár, levél, hüvely, szem) arzén-akkumulációs képességének megállapítsa volt. Vizsgáltuk továbbá a talaj arzén-terhelésének hatását a kísérleti növény egyes szerveinek P-tartalmára vonatkozóan is. Munkánk tárgyát képezte továbbá a növekvő koncentrációban arzénnal kezelt talaj „összes“, illetve „oldható“ arzéntartalmának megállapítása. Arra a következtetésre jutottunk, hogy a talaj növekvő koncentrációjú arzénterhelésének hatására valamennyi növényi szerv arzéntartalma nőtt. Az egyes növényi szervek arzén-akkumulációs képességének sorrendje a következő: gyökér > szár > levél > hüvely > szem. Habár valamennyi kezelésnél az arzén döntően a gyökérben akkumulálódott, a 270 mg kg⁻¹-os kezelés esetén a gyökér már nem volt képes az arzén visszatartására, így a transzlokációja jelentősen fokozódott a talajfelszín feletti szervek irányába is. A gyökérben akkumulálódott jelentős mennyiségű arzén a gyökér szárazanyag-produktumára nézve gátló hatást fejtett ki. A hüvely és szem esetén a legnagyobb (270 mg kg⁻¹), míg a szár és levél esetén a legnagyobb kezelés mellett a 90 mg kg⁻¹- os kezelés is szignifikánsan csökkentette az említett szervek szárazanyag-tartalmát. Ugyanakkor a 10 mg kg⁻¹-os kezelés fokozta a levél és szár, míg a 3 és 10 mg kg⁻¹- os kezelés növelte a generatív részek szárazanyag-tartalmát. Az egyes szervek foszfortartalmának meghatározására irányuló vizsgálataink eredményei alapján megállapítható, hogy a szem, hüvely, levél, valamint szár esetén a 270 mg kg⁻¹-os, míg a gyökérnél már a 90 mg kg⁻¹-os kezelés hatására is nőtt, a kisebb koncentrációjú kezelések hatására azonban szignifikánsan nem változott az említett növényi szervek P-tartalma. A P-As arány tekintetében a kezelések hatására azonban drasztikus csökkenés volt megfigyelhető valamennyi növényi szerv esetén. A talajvizsgálati eredmények alapján azt a konklúziót vontuk le, hogy a talaj „összes“ arzéntartalmának — a különböző adszorpciós folyamatoknak, illetve a talaj puffer kapacitásának köszönhetően — csak 38,6–56,9% van a növények számára is hozzáférhető formában jelen. | The contamination of soil by arsenic is a global problem affecting many parts of the world. Arsenic occurs in soil mainly as inorganic arsenic species, namely arsenate [As(V)] and arsenite [As(III)]. These two forms of arsenic are toxic for plants. The uptake of arsenic from soils contaminated with arsenic leads to physiological changes. Arsenic is able to influence the uptake of other elements by competing with macro- and microelements for transporters. Several authors have investigated the effect of arsenate on the uptake of phosphorus by plants, because arsenate and phosphate are chemically very similar, and they share the same transport pathway in plants. However, the findings in this research area are contradictory. The objective of the present study was to investigate the effect of arsenate on the dry weight of green pea. A further aim was to investigate the effect of arsenate treatments on phosphorus uptake. The total and plant-available As content of the soil was also determined. The experiment was carried out in a greenhouse on calcareous chernozem soil. The element content of the samples was determined by ICP-MS (inductively coupled plasma mass spectrometry) and ICP-OES (inductively coupled plasma optical emission spectrometry). Arsenate had a clear impact on the dry weight, decreasing that of the roots. Its effect was less clear-cut in the case of the leaves and stems, as the 10 mg kg^–1 As treatment increased the dry weight of the samples, while the 90 and 270 mg kg^–1 treatments decreased it. The generative organs also exhibited an increase in dry mass up to 10 mg kg^–1 As, after which a decreasing tendency was observed. Element analysis showed that arsenic was accumulated mainly in the root system, and only smaller amounts were translocated to the aboveground parts of the plants. However, the translocation of arsenic from the roots towards other plant organs increased if the soil was treated with at least 90 mg kg^–1 As. The As content of all green pea organs tended to rise as the As rate increased. The arsenic concentration of individual plant parts decreased in the order: root > stem > leaf > pod > pea. The results of the greenhouse experiment indicated a decline in the P-As ratio in various plant organs, especially in the leaves, suggesting that the leaf As-P ratio could be a useful indicator of arsenic toxicity. It was found that only 38.2–56.9% of the total arsenic content in the soil was available to plants.

Actions (login required)

Edit Item