Comparison of the effect of liming and magnesium treatment of heavy metal contaminated soil on the content of magnesium, calcium and iron in broad beans [Vicia faba L. ssp. maior]

Tests have been conducted to determine the effect of liming and magnesium treatment on the content of magnesium, calcium and iron in broad bean plants growing on soil polluted with such heavy metals as cadmium, lead, nickel, copper and zinc. In 2005, an experiment was conducted in the village Zagaje Stradowskie (Świętokrzyskie Province) on degraded Chernozem formed from loess, acid in reaction and containing 1.13% of organic carbon. Analyses were performed on aerial parts of cv. White Windsor broad bean (Vicia faba L. ssp. maior), cultivated in three series: on limed soil, on soil receiving magnesium fertilizers; on unlimed soil without magnesium fertilization. In each series, the plants were cultivated on the following objects: unpolluted soil with a natural content of heavy metals (control); unpolluted soil with a natural content of heavy metals and mineral fertilization (control+NPK); soil polluted with a cadmium dose 4 mg·kg-1 d.m.; soil polluted with a dose of 530 mg·kg-1 of lead; soil contaminated with a copper dose 85 mg·kg-1 d.m., soil contaminated with a dose of 1000 mg·kg-1 of zinc and soil polluted with a nickel dose 110 mg·kg-1 d.m. Liming was based on the analysis of hydrolytic acidity of soils from individual objects. The administered dose was established according to 1Hh. Magnesium treatments were identical in all objects. i.e. 20.4 mg·kg-1 soil d.m. Soil contamination with zinc or nickel leads to a considerable decrease in magnesium and calcium level in broad bean aerial parts but rises iron level. Liming rather than magnesium fertilization applied to soil polluted with heavy metals, such as zinc or nickel, contributes to balancing the content of the analyzed macronutrients in broad beans. The content of Ca, Fe and Mg in plants after liming approached the level determined in the control plants.

Celem badań było określenie wpływu wapnowania i nawożenia magnezowego na zawartość mangezu, wapnia i żelaza w roślinach bobu rosnących w warunkach gleby zanieczyszczonej pojedynczymi metalami ciężkimi: kadmem, ołowiem, niklem, miedzią i cynkiem. Gleba użyta w doświadczeniu to czarnoziem zdegradowany wytworzony z lessu o odczynie kwaśnym i zawartości węgla organicznego 1,13%. Doświadczenie przeprowadzono w 2005 r., w miejscowości Zagaje Stradowskie (woj. świętokrzyskie). Analizie poddano części nadziemne bobu (Vicia faba L. ssp. maior) odm. Windsor Biały uprawianego w trzech seriach: na glebie wapnowanej; poddanej nawożeniu magnezowemu; niewapnowanej i nienawożonej magnezem. W każdej serii rośliny uprawiano w następujących obiektach: gleba niezanieczyszczona — o naturalnej zawartości metali ciężkich (kontrola); gleba niezanieczyszczona — o naturalnej zawartości metali ciężkich nawożona mineralnie (kontrola + NPK); gleba zanieczyszczona kadmem w dawce 4 mg·kg-1 s.m.; gleba zanieczyszczona ołowiem w dawce 530 mg·kg-1 s.m.; gleba zanieczyszczona miedzią w dawce 85 mg·kg-1 s.m.; gleba zanieczyszczona cynkiem w dawce 1000 mg·kg-1 s.m.; gleba zanieczyszczona niklem w dawce 110 mg·kg-1 s.m. Wapnowanie przeprowadzono opierając się na analizie kwasowości hydrolitycznej gleby z poszczególnych obiektów. Zastosowano dawkę według 1 Hh. Na wszystkich obiektach zastosowano jednakowe nawożenie magnezowe: 20,4 mg Mg·kg-1 s.m. Skażenie gleby cynkiem lub niklem prowadzi do znacznego obniżenia poziomu magnezu i wapnia w częściach nadziemnych bobu, a podwyższa poziom żelaza. Wapnowanie gleby skażonej metalami ciężkimi, takimi jak cynk lub nikiel, bardziej niż nawożenie magnezowe przyczynia się do zrównoważenia zawartości badanych makropierwiastków w roślinie - zawartość Ca, Fe i Mg w roślinach po zwapnowaniu gleby zbliżyła się do poziomu stwierdzonego w roślinach kontrolnych.