hrvatski

Stres soli i kontaminacija rizosfere kadmijem: Fitoakumulacija hraniva i toksičnom metala

Procesi degradacije tla, poput salinizacije i kontaminacije teškim metalima, jedni su od najbrže rastućih i najrasprostranjenijih antropogenih procesa degradacije poljoprivrednih površina, premda njihova međusobna djelovanja i posljedice u okolišu nisu dovoljno istraženi. Fitoakumulacija, kao najznačajniji put unosa biotoksičnog i neesencijalnog Cd u čovjek lanac prehrane, pozitivno korelira sa salinitetom rizosfere. Većina poljoprivrednih kultura je (pre)osjetljiva na povećanu koncentraciju vodotopivih soli u rizosferi i stoga podložna stresu soli. Fitoakumulacija, kao najznačajniji oblik unosa biotoksičnog i neesencijalnog kadmija (Cd) putem prehrambenih namirnica u čovjekov organizam, pozitivno korelira sa salinitetom tla. Pretpostavljajući da organska tvar tla smanjuje udio najpristupačnijeg oblika kadmija (Cd2+) te stoga reducira njegovu fitoekstrakciju, istražen je utjecaj 4 razine saliniteta (0-60 mM NaCl) u hranjivoj otopini i 3 razine Cd (0.3-10.4 mg kg-1) u organskom supstratu na akumulaciju/distribuciju minerala te na vegetacijske i parametre prinosa dinje, salate, jagode i rotkvice. Stres soli kod testiranih kultura je potvrđen smanjenjem biomase nadzemnih/podzemnih organa i progresivnim rastom akumulacije Na i Cl te smanjenjem akumulacije K. Izloženost zone korijena salinitetu poboljšalo je usvajanje i lisnu akumulaciju Cd kod dinje do 87%, salate do 76%, jagode do 50% te rotkvice do 20% u odnosu na nesaliniziranu kontrolu. Salinitet nije imao utjecaja na translokaciju Cd iz listova i njegovu depoziciju u plodovima testiranih kultura. Akumulacija Cd u plodovima je bila višestruko manja nego u listovima, što sugerira da je mobilnost kadmija u ksilemu veća u odnosu na mobilnost u floemu. Kontaminacija tla kadmijem poboljšala je njegovu fitoekstrakciju i akumulaciju (za 1-2 reda veličine) u tkivima testiranih kultura u odnosu na nekontaminiranu kontrolu. Isprane koncentracije Na i Cl lagano su premašile njihove koncentracije u dodanoj hranjivoj otopini, dok je koncentracija Cd u drenažnoj otopini bila za 2-3 reda veličine manja u odnosu na njegovu ukupnu koncentraciju u tlu. Primjena oba tretmana je povisila u otopini rizosfere udio slobodnog Cd2+ do 7% te Cd-klorokompleksni pool do 26%. Modeliranjem kemijske specijacije i distribucije (NICA-Donnan) pomoću Visual MINTEQ-a, potvrđena je dominantnost otopljenih organskih liganda u kemosorpciji Cd i procesima kompleksacije u svim uvjetima saliniteta/kontaminacije. Rezultati ovih istraživanja naglašavaju važnost reaktivne površine organske tvari u biogeokemijskim procesima metala, odnosno smanjenju njihove biopristupačnosti i fitoakumulacije.

salinitet; kadmij; organokompleksacija; klorokompleksi

nije evidentirano