Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Khả năng hấp thu đồng và độc tính sinh học được đánh giá tại chỗ cho lúa mì durum (Triticum turgidum durum L.) được trồng trên các loại đất cũ bị ô nhiễm đồng
Tóm tắt
Nghiên cứu này đã đánh giá khả năng hấp thu đồng (Cu) tại chỗ và độc tính sinh học đối với lúa mì durum (Triticum turgidum durum L.) được trồng trong một loạt các loại đất cũ bị ô nhiễm Cu từ vườn nho (pH từ 4.2–7.8 và nồng độ Cu tổng cộng từ 32–1,030 mg Cu kg−1) và xác định các đặc tính hóa học của đất cũng như những thay đổi hóa học do rễ tạo ra trong vùng rễ. Nồng độ đồng trong thực vật có mối tương quan tích cực và đáng kể với nồng độ Cu trong đất (tổng và EDTA). Thêm vào đó, nồng độ Cu trong rễ có mối tương quan tích cực với pH của đất thường lớn hơn ở đất có nhiều canxi hơn so với đất không có canxi. Các triệu chứng của độc tính sinh học do Cu (chlorosis giữa các gân) đã được quan sát thấy ở một số đất có nhiều canxi. Sự đối kháng giữa sắt (Fe) và Cu đã được phát hiện trong các loại đất có nhiều canxi. Sự kiềm hoá ở vùng rễ trong các loại đất acid nhất có liên quan đến sự giảm nồng độ Cu có thể chiết xuất bằng CaCl2. Ngược lại, nồng độ Cu có thể chiết xuất bằng nước đã tăng lên ở vùng rễ của cả hai loại đất có và không có canxi. Nghiên cứu này cho thấy rằng khả năng hấp thu Cu của thực vật và rủi ro về độc tính sinh học do Cu tại chỗ có thể lớn hơn ở các loại đất có nhiều canxi do tương tác với dinh dưỡng sắt. Tính dễ hòa tan của Cu trong nước tại vùng rễ có thể liên quan đến khả năng hấp thu Cu tăng cao ở các thực vật thể hiện triệu chứng độc tính sinh học do Cu.
Từ khóa
#đồng #độc tính sinh học #lúa mì durum #ô nhiễm đồng #hóa học đấtTài liệu tham khảo
Afnor (1999) Recueil de Normes Françaises. Qualité des sols. Afnor, Paris
Baize D (2000) Guide des analyses en pédologie, 2ème édition revue et augmentée. INRA, Paris
Braun P (2006) Diagnostic des accidents du blé dur. ARVALIS-Institut du végétal, Paris
Brun LA, Maillet J, Hinsinger P, Pépin M (2001) Evaluation of copper availability to plants in copper-contaminated vineyard soils. Environ Pollut 111:293–302
Carrillo-Gonzalez R, Simünek J, Sauvé S, Adriano D (2006) Mechanisms and pathways of trace element mobility in soils. Adv Agron 91:113–180
Cattani I, Fragoulis G, Boccelli R, Capri E (2006) Copper bioavailability in the rhizosphere of maize (Zea mays L.) grown in two Italian soils. Chemosphere 64:1972–1979
Chaignon V, Hinsinger P (2003) A biotest for evaluating copper bioavailability to plants in a contaminated soil. J Environ Qual 32:824–833
Chaignon V, Bedin F, Hinsinger P (2002a) Copper bioavailability and rhizosphere pH changes as affected by nitrogen supply for tomato and oilseed rape cropped on an acidic and a calcareous soil. Plant Soil 243:219–228
Chaignon V, Di Malta D, Hinsinger P (2002b) Fe-deficiency increases Cu acquisition by wheat cropped in a Cu-contaminated vineyard soil. New Phytol 154:121–130
Chaignon V, Sanchez-Neira I, Herrmann P, Jaillard B, Hinsinger P (2003) Copper bioavailability and extractability as related to chemical properties of contaminated soils from a vine-growing area. Environ Pollut 123:229–238
Cornu JY, Staunton S, Hinsinger P (2007) Copper concentration in plants and in the rhizosphere as influenced by the iron status of tomato (Lycopersicon esculentum L.). Plant Soil 292:63–77
Coullery P (1997) Gestion des sols faiblement pollués par des métaux lourds. Rev Suisse Agric 29:299–305
Courchesne F, Kruyts N, Legrand P (2006) Labile zinc concentration and free copper ion activity in the rhizosphere of forest soils. Environ Toxicol Chem 25:635–642
Degryse F, Smolders E, Parker DR (2006) Metal complexes increase uptake of Zn and Cu by plants: implications for uptake and deficiency studies in chelator-buffered solutions. Plant Soil 289:171–185
Harmsen J, Rulkens W, Eijsackers H (2005) Bioavailability, concept for understanding or tool for predicting? Land Contam Reclam 13:161–171
Hinsinger P, Courchesne F (2007) Mobility and bioavailability of heavy metals and metalloids at soil–root interface. In: Violante A, Huang PM, Gadd GM (eds) Biophysico-chemical processes of metals and metalloids in soil environments. John Wiley & sons (in press)
Hinsinger P, Gobran GR, Gregory PJ, Wenzel WW (2005) Rhizosphere geometry and heterogeneity arising from root-mediated physical and chemical processes. New Phytol 168:293–303
ISO (1999) Soil quality. Guidance on the ecotoxicological characterisation of soils and soil materials. Guidelines no. ISO TC 190/SC 7 ISO/DIS 15799. ISO, Geneva, Switzerland
Kochian LV, Hoekenga OA, Pineros MA (2004) How do crop plants tolerate acid soils? – Mechanisms of aluminium tolerance and phosphorous efficiency. Annu Rev Plant Biol 55:459–493
Kopittke PM, Menzies NW (2006) Effect of Cu toxicity on growth of cowpea (Vigna unguiculata). Plant Soil 279:287–296
Lang HJ, Reed DW (1987) Comparison of HCl extraction versus total iron analysis for iron tissue analysis. J Plant Nutr 10:795–804
Lebourg A, Sterckeman T, Ciesielshi H, Proix N (1998) Trace metal speciation in three unbuffered salt solutions used to assess their bioavailability in soil. J Environ Qual 27:584–590
Lexmond TM, Van der Vorm PDJ (1981) The effect of pH on copper toxicity to hydroponically grown maize. Neth J Agric Sci 29:217–238
Ma JF, Ryan PR, Delhaize E (2001) Aluminium tolerance in plants and the complexing role of organic acids. Trends Plant Sci 6:273–278
Marschner H (1995) Mineral nutrition of higher plants, 2nd edn. Academic, London, UK, 889 pp
McBride MB (1981) Forms and distribution of copper in solid and solution phase of soil. In: Lorenagan JF, Robson AD, Graham RD (eds) Copper in soils and plants. Academic, Australia, pp 25–45
McBride MB (2001) Cupric ion activity in peat soil as a toxicity indicator for maize. J Environ Qual 30:78–84
Mengel K, Kirkby EA (2001) Principles of plant nutrition, 5th edn. Kluwer, Dordrecht
Nolan AL, Zhang H, McLaughlin MJ (2005) Prediction of zinc, cadmium, lead, and copper availability to wheat in contaminated soils using chemical speciation, diffuse gradients in thin films, extraction, and isotopic dilution techniques. J Environ Qual 34:496–507
Pietrzak U, McPhail DC (2004) Copper accumulation, distribution and fractionation in vineyard soils of Victoria, Australia. Geoderma 122:151–166
Reichman SM, Parker DR (2005) Metal complexation by phytosiderophores in the rhizosphere. In: Huang PM, Bobran GR (eds) Biogeochemistry of trace elements in the rhizosphere. Elsevier, Toronto, pp 129−156
Reichman SM, Parker DR (2007) Probing the effects of light and temperature on diurnal rhythms of phytosiderophore release in wheat. New Phytol 174:101–108
Rengel Z (1996) Tansley review no 89 – uptake of aluminium by plant cells. New Phytol 134:389–406
Rieuwerts JS, Thornton I, Farago ME, Ashmore MR (1998) Factors influencing metal bioavailability in soils, preliminary investigations for the development of a critical loads approach for metals. Chem Speciat Bioavailab 10:61–75
Römkens PFAM, Bouwman LA, Boon GT (1999) Effect of plant growth on copper solubility and speciation in soil solution samples. Environ Pollut 106:315–321
Sattelmacher B (2001) The apoplast and its significance for plant mineral nutrition. Tansley review, 22. New Phytol 149:167–192
Sauvé S, Cook N, Hendershot WH, McBride MB (1996) Linking plant tissue concentrations and soil copper pools in urban contaminated soils. Environ Pollut 94:153–157
Sauvé S, McBride MB, Norvell WA, Hendershot WH (1997) Copper solubility and speciation of in situ contaminated soils: effects of copper level, pH and organic matter. Water Air Soil Pollut 100:133–149
Thakali S, Allen HE, di Toro D, Ponizovsky AA, Rooney CP, Zhao FJ, McGrath SP (2006a) A terrestrial biotic ligand model. 1. Development and application to Cu and Ni toxicities to barley root elongation in soils. Environ Sci Technol 40:7085–7093
Thakali S, Allan HE, di Toro DM, Ponizovsky AA, Rooney CP, Zhao FJ, McGrath SP, Criel P, van Eeckhout H, Janssen CR, Oorts K, Smolders E (2006b) Terrestrial biotic ligand model. 2. Application to Ni and Cu toxicities to plants, invertebrates, and microbes in soil. Environ Sci Technol 40:7094–7100
Treeby M, Marschner H, Römheld V (1989) Mobilization of iron and other micronutrient cations from a calcareous soil by plant-borne, microbial, and synthetic metal chelators. Plant Soil 114:217–226
Vulkan R, Zhao FJ, Barbosa-Jefferson V, Preston S, Paton GI, McGrath SP (2000) Copper speciation and impacts on bacterial biosensors in the pore water of copper-contaminated soils. Environ Sci Technol 34:5115–5121
Wheeler DM, Power IL (1995) Comparison of plant uptake and plant toxicity of various ions in wheat. Plant Soil 172:167–173
Zhao FJ, Rooney CP, Zhang H, McGrath SP (2006) Comparison of soil solution speciation and diffusive gradients in thin-films measurement as an indicator of copper bioavailability to plants. Environ Toxicol Chem 25:733–742