Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Đánh giá khả năng phục hồi cây trồng của Gomphrena globosa và Zinnia elegans trong điều kiện thủy canh bị ô nhiễm arsenic như một phương án an toàn và khả thi để áp dụng trong các loại đất nông nghiệp bị ô nhiễm arsenic ở đồng bằng Bengal
Tóm tắt
Nhiều lĩnh vực nông nghiệp cho thấy nồng độ arsenic cao do việc tưới nước bằng nguồn nước ngầm nhiễm arsenic. Rau củ tích lũy arsenic trong các bộ phận ăn được của chúng khi được trồng trên đất nhiễm. Rau quả ô nhiễm là một trong những nguồn chính cung cấp arsenic trong chuỗi thực phẩm, đặc biệt là đối với những người sống ở các làng có dịch bệnh arsenic ở Ấn Độ và Bangladesh. Mục tiêu của nghiên cứu này là đánh giá tính khả thi của ngành hoa trong hệ thống luân canh cây trồng ở các khu vực có dịch bệnh arsenic của đồng bằng Bengal. Các ảnh hưởng của nồng độ arsenic khác nhau (0, 0.5, 1.0 và 2.0 mg As L−1) và các loại cây hoa (Gomphrena globosa và Zinnia elegans) đối với sự phát triển của cây trồng và tích lũy arsenic đã được nghiên cứu trong điều kiện thủy canh. Tổng nồng độ arsenic được xác định bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử với sự sinh ra hydride (HG-AAS). Arsenic chủ yếu được tích lũy ở rễ (72%), tiếp theo là lá (12%), thân (10%) và hoa (<1%). Các loại cây hoa được nghiên cứu không cho thấy khả năng phục hồi thực vật cao như các loài tự nhiên khác, chẳng hạn như dương xỉ. Tuy nhiên, chúng đã hành xử như những loại cây chịu đựng arsenic và phát triển cũng như nở hoa tốt, không cho thấy bất kỳ dấu hiệu độc tố thực vật nào. Nghiên cứu này chứng minh rằng ngành hoa có thể được đưa vào hệ thống luân canh cây trồng trong các loại đất nông nghiệp bị ô nhiễm arsenic, nhằm cải thiện an toàn thực phẩm và cũng như khả năng an ninh lương thực bằng cách tăng doanh thu cho nông dân.
Từ khóa
#arsenic #floriculture #Gomphrena globosa #Zinnia elegans #phytoremediation #Bengal DeltaTài liệu tham khảo
Al Rmalli, S. W., Harrington, C. F., Ayub, M., & Haris, P. I. (2005). A biomaterial based approach for arsenic removal from water. Journal of Environmental Monitoring, 7, 279–282.
Asher, C. J., & Reay, P. F. (1979). Arsenic uptake by barley hordeum-vulgare cultivar zephyr seedlings. Australian Journal of Plant Physiology, 197(6), 459–466.
Banerjee, M., Banerjee, N., Bhattacharjee, P., Mondal, D., Lythgoe, P. R., Martínez, M., Pan, J., Polya, D. A., & Giri, A. K. (2013). High arsenic in rice is associated with elevated genotoxic effects in humans. Scientific Reports, 3, 2195.
Barnes, J., Whipker, B., MacCall, I., & Frantz, J. (2013). Characterization of nutrient disorders of Gomphrena globosa “Las Vegas Purple”. Acta Hortoculturae, 982, 69–74.
Bhattacharya, P., Samal, A. C., Majumdar, J., & Santra, S. C. (2009). Transfer of arsenic from groundwater and paddy soil to rice plant (Oryza sativa L.): a micro level study in West Bengal, India. World Journal of Agricultural Sciences, 5, 425–431.
Burló, F., Guijarro, I., Carbonell-Barrachina, A. A., Valero, D., & Martínez-Sánchez, F. (1999). Arsenic species: effects on and accumulation by tomato plants. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 47, 1247–1253.
Cao, H., Jiang, Y., Chen, J., Zhang, H., Huang, W., Li, L., & Zhang, W. (2009). Arsenic accumulation in Scutellaria bicalensis Georgi and its effects on plant growth and pharmaceutical components. Journal of Hazardous Materials, 15, 508–513.
Carbonell-Barrachina, A. A., Burló-Carbonell, F., & Mataix-Beneyto, J. (1997). Effect of sodium arsenite and sodium chloride on bean plant nutrition (macronutrients). Journal of Plant Nutrition, 20, 1617–1633.
Carbonell-Barrachina, A. A., Burló, F., López, E., & Martínez-Sánchez, F. (1999a). Arsenic toxicity and accumulation in radish as affected by arsenic chemical speciation. Journal of Environmental Science and Health, 34, 661–679.
Carbonell-Barrachina, A. A., Burló, F., Valero, D., López, E., Martínez-Romero, D., & Martínez-Sánchez, D. (1999b). Arsenic toxicity and accumulation in turnip as affected by arsenic chemical speciation. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 47, 2288–2294.
Cascio, C., Raab, A., Jenkins, R. O., Feldman, J., Meharg, A. A., & Haris, P. I. (2011). The impact of a rice based diet on urinary arsenic. Journal of Environmental Monitoring, 13, 257–265.
Chakraborti, D., Das, B., Rahman, M. M., Chowdhury, U. K., Biswas, B., Goswami, A. B., Nayak, B., Pal, A., Sengupta, M. K., Ahamed, S., Hossain, A., Basu, G., Roychowdhury, T., & Das, D. (2009). Status of groundwater arsenic contamination in the state of West Bengal, India: a 20-year study report. Molecular Nutrition and Food Research, 53, 542–551.
Francesconi, K., Visoottiviseth, P., Sridokchan, W., & Goessler, W. (2002). Arsenic species in an arsenic hyperaccumulating fern, Pityrogramma calomelanos: a potential phytoremediator of arsenic-contaminated soils. Science of Total Environment, 284, 27–35.
Green, S. R., Picchioni, G. A., Murray, L. W., & Wall, M. M. (2010). Yield quality of field-grown celosia and Globe amaranth cut flowers at four plant densities. Preliminary and regional Reports, 20(3), 612–619.
Hamiduzzaman, M., & Zaful-Azam, A. T. M. (2012). Antimicrobial, antioxidant and cytotoxic activities of Gomphrena globosa (L.). Bangladesh Pharmaceutical Journal, 15(2), 183–185.
IARC (International Agency for Cancer Research). (2004). Some Drinking-Water Disinfectants and Contaminants, Including Arsenic. IARC Monograph on the Evaluation of Carcinogenic Risk to Humans Vol. 84. Available: http://monographs.iarc.fr/ENG/Monographs/vol84/mono84.pdf. Accessed 7 January 2015.
Khan, M. A., Stroud, J. L., Zhu, Y. G., McGrath, S. P., & Zhao, F. J. (2010). Arsenic bioavailability to rice is elevated in Bangladeshi paddy soils. Environmental Science and Technology, 44, 8515–8521.
Mandal, B. K., & Suzuki, K. T. (2002). Arsenic round the world: a review. Talanta, 58, 201–235.
Meharg, A. A., & Macnair, M. R. (1990). An altered phosphate uptake system in arsenate tolerant Holcus lanatus. New Phytologist, 116, 29–35.
Meharg, A. A., & Macnair, M. R. (1991). Uptake, accumulation and translocation of arsenate in arsenate-tolerant and non-tolerant Holcus lanatus L. New Phytologist, 117, 225–231.
Meharg, A. A., & Macnair, M. R. (1992). Suppression of the high affinity phosphate uptake system: a mechanism of arsenate tolerance in Holcus lanatus L. Journal of Experimental Botany, 43, 519–524.
Meharg, A. A., & Zhao, F. J. (2012). Arsenic & Rice. London: Springer.
Meharg, A. A., Bailey, J., Breadmore, K., & Macnair, M. R. (1994). Biomass allocation, phosphorus nutrition and vesicular-arbuscular mycorrhizal infection in clones of Yorkshire Fog, Holcus lanatus L. (Poaceae) that differ in their phosphate uptake kinetics and tolerance to arsenate. Plant and Soil, 160, 11–20.
Meharg, A. A., Williams, P. N., Adamako, E., Lawgali, Y. Y., Deacon, C., Villada, A., Cambell, R. C. J., Sun, G., Zhu, Y. G., Feldmann, J., Raab, A., Zhao, F. J., Islam, R., Hossain, S., & Yanai, J. (2009). Geographical variation in total and inorganic arsenic content of polished (white) rice. Environmental Science and Technology, 43, 1612–1617.
Melkonian, S., Argos, M., Hall, M. N., Chen, Y., Parvez, F., Pierce, B., Cao, H., Aschebrook-Kilfoy, B., Ahmed, A., Islam, T., Slavcovich, V., Gamble, M., Haris, P. I., Graziano, J. H., & Ahsan, H. (2013). Urinary and dietary analysis of 18,470 Bangladeshis reveal a correlation of rice consumption with exposure and toxicity. Plus One, 8(11), e80691.
Muñoz, O., Devesa, V., Suñer, M. A., Vélez, D., Montoro, R., Urieta, I., Macho, M. L., & Jalón, M. (2000). Total and inorganic arsenic in fresh and processed fish products. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 48, 4369–4376.
Panaullah, G. M., Alam, T., Hossain, M. B., Loeppert, R. H., Lauren, J. G., Meisner, C. A., Ahmed, Z. U., & Duxbury, J. M. (2009). Arsenic toxicity to rice (Oryza sativa L.) in Bangladesh. Plant and Soil, 317, 31–39.
Peralta-Videa, J. R., Laura-Lopez, M., Narayan, M., Saupe, G., & Gardea-Torresdey, J. (2009). Review: the biochemistry of environmental heavy metal uptake by plants: implications for the food chain. International Journal of Biochemistry and Cell Biology, 41, 1665–1677.
Pilon-Smits, E. (2005). Phytoremediation. Annual Review of Plant Biology, 56, 15–39.
Rossini-Pinto, A. C., Deléo-Rodriguez, T. J., Leite, I. C., & Barbosa, J. C. (2005). Growth retardants on development and ornamental quality of potted “Lilliput” Zinnie elegans JACQ. Scientia Agricola, 62(4), 337–345.
Salt, D. E., Smith, R. D., & Raskin, I. (1998). Phytoremediation. Annual Review of Plant Physiology and Plant Molecular Biology, 49, 643–668.
Sharples, J. M., Meharg, A. A., & Chambers, S. M. (1999). Arsenate sensitivity in ericoid and ectomycorrhizal fungi. Environmental Toxicology and Chemistry, 18, 1848–1855.
Signes, A., Mitra, K., Burló, F., & Carbonell-Barrachina, A. A. (2008). Contribution of water and cooked rice to an estimation of the dietary intake of inorganic arsenic in a rural village of West Bengal, India. Food Additives and Contaminants, 25, 41–50.
Signes-Pastor, A.J., Mitra, K., Burló, F., Carbonell-Barrachina, A.A. (2008a). Alternative farming practices: crop selection and rotation to reduce health risk and maximise farm revenues. Low cost technology for in-situ treatment of groundwater. In: Low cost technology for in-situ treatment of groundwater (pp. 104-112). Bangalore, India: McMillan.
Signes-Pastor, A. J., Mitra, K., Sarkhel, S., Hobbes, M., Burló, F., De Groot, W. T., & Carbonell-Barrachina, A. A. (2008b). Arsenic speciation in food and estimation of the dietary intake of inorganic arsenic in a rural village of West Bengal. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 56, 9469–9474.
Singh, D. B. (2003). Exploring export potential of dried wild flowers and their value-added products. Indian Journal of Horticulture, 48, 38–40.
Smith, A. H., Lingas, E. O., & Rahman, M. (2000). Contamination of drinking water by arsenic in Bangladesh: a public health emergency. Bulletin of the World Health Organitzation, 78, 1093–1103.
Smith, E., Juhasz, A. L., & Weber, J. (2008). Arsenic uptake and speciation in vegetables grown under greenhouse conditions. Environmental Geochemistry and Health, 31, 125–132.
Srivastava, M., Ma, L. Q., & Santos, J. A. G. (2006). Three new arsenic hyperaccumulating ferns. Science of the Total Environment, 364, 24–31.
Tu, S., & Ma, L. G. (2003). Interactive effects of pH, arsenic and phosphorus on uptake of As and P and growth of the arsenic hyperaccumulator Pteris vittata L. under hydroponic conditions. Environmental Experimental Botany, 50, 243–251.
Visoottiviseth, P., Francesconi, K., & Sridokchan, W. (2002). The potential of Thai indigenous plant species for the phytoremediation of arsenic contaminated land. Environmental Pollution, 118, 453–461.
World Health Organization (WHO). (2011). Safety evaluation of certain contaminants in food. WHO Food Additives Series No. 63. Available: http://whqlibdoc.who.int/publications/2011/9789241660631_eng.pdf. Accessed 7 January 2015.
Zhao, F. J., Dunham, S. J., & McGrath, S. P. (2002). Arsenic hyperaccumulation by different fern species. New Phytologist, 156, 27–31.