Effect of bottom sediment on content, bioaccumulation and translocation on heavy metals in maize biomass

The research aimed to assess the effect of bottom sediment on the content, bioaccumulation and translocation of heavy metals in maize biomass. The investigations were conducted in 2006-2007 as a pot experiment on light soil of the granulometric composition of weakly-loamy sand. The experimental design comprised 3 treatments: without sediment (I), a 5% sediment admixture (II) and a 10% sediment admixture to the soil (III). Bottom sediment was added to the soil in the first year of the investigations. The content of Zn, Cu, Ni. Pb, Cd and Cr was determined using the ICP-EAS method in the plant material after its dry mineralization and ash solution in HNO3. The uptake of the above-mentioned metals by maize was computed alongside their bioaccumulation and translocation coefficients. The effect of bottom sediment admixture on heavy metal concentrations in maize was determined to be varied, e.g. a 5% dose of sediment added to soil decreased the content of all the analyzed heavy metals in the biomass of maize aerial parts, whereas a 10% admixture increased the content of Cu, Ni, Pb and Cr. The values of bioaccumulation coefficients revealed that an admixture of both doses of bottom sediment led to a decreased accumulation of Zn, Cu, Cd, Cr and Ni (5% dose) in maize aerial biomass. Moreover, the plant more easily accumulated Zn, Cd and Cu than Cr, Ni or Pb. Permissible amounts of heavy metals in plants to be used as animal fodder were not exceeded in the maize biomass.

Celem badań była ocena wpływu osadu dennego na zawartość, bioakumulację i translokację metali ciężkich w biomasie kukurydzy. Badania prowadzono w latach 2006-2007, w warunkach doświadczenia wazonowego, na glebie lekkiej o składzie granulometrycznym piasku słabogliniastego. Schemat doświadczenia obejmował 3 obiekty: bez osadu (I), z dodatkiem 5% osadu (II) i dodatkiem 10% osadu do gleby (III). Osad denny dodano do gleby w pierwszym roku badań. Zawartość Zn, Cu, Ni, Pb, Cd, Cr w materiale roślinnym oznaczono po suchej mineralizacji i roztworzeniu popiołu w HNO3. Obliczono wynos ww. metali przez kukurydzę oraz ich współczynniki bioakumulacji i translokacji. Stwierdzono niejednoznaczny wpływ dodatku osadu dennego na zawartość metali ciężkich w kukurydzy. Osad dodany w ilości 5% do gleby wpłynął na zmniejszenie zawartości wszystkich analizowanych metali w nadziemnej biomasie kukurydzy, natomiast 10% dodatek osadu na zwiększenie ich zawartości (Cu, Ni, Pb, Cr). Wartości współczynników bioakumulacji świadczą, że dodatek osadu dennego w obu dawkach spowodował zmniejszenie akumulacji Zn, Cu, Cd, Cr oraz Ni (dawka 5%) w biomasie nadziemnej kukurydzy, ponadto rośliny łatwiej akumulowały Zn, Cd i Cu niż Cr, Ni i Pb. W biomasie kukurydzy nie stwierdzono przekroczenia dopuszczalnych zawartości metali ciężkich przyjętych do oceny roślin pod względem ich przydatności paszowej.