Impact of water pollution on accumulation of magnesium and calcium by Stratiotes aloides L.

Water soldier is a plant growing all across lowlands in Poland, in eutrophic reservoirs of still and slowly flowing water. Because this macrophyte is used as a fertilizer or a component in fodder for cattle or pigs, the purpose of this paper was to determine the content of magnesium and calcium in water soldier depending on pollution of water with selected heavy metals. The study used water and plant samples collected from the natural environment and a hydroponic experiment (6 variants of water pollution with heavy metals and two terms of plants’ exposure). Concentrations of magnesium and calcium in the mineralized samples were measured in three cycles with the atomic absorption spectrometry method on a spectrometer Solaar S AA. Water soldiers (from the hydroponic experiment) contained 5.911 g Mg kg–1 d.w. and 16.32 g Ca kg–1 d.w. It was determined that both addition of a heavy metal and the exposure time had a statistically significant effect on concentrations of magnesium and calcium in water soldier, as well as on their concentration in water. Except the control and regardless the exposure time, most magnesium remained in those water soldier specimens that had been exposed to iron and cadmium. The smallest amounts of magnesium in a plant were observed when water had been enriched with ions of zinc and cooper. After 6 weeks of exposing the plants to the metals, the content of magnesium was 12% lower than after 3 weeks. On the other hand, the smallest amount of calcium in water soldier was recorded for specimens exposed to iron and cadmium, while the largest amount was found in those grown with an addition of zinc and in the control group. The drop in calcium content measured on the second term, compared to the first one, was 6.119 g kg–1 d.w. Pollution of water with heavy metals has a negative effect on development of water soldier and on accumulation of calcium and magnesium. The reduced content of calcium and magnesium in plants collected from waters polluted with heavy metals will affect the value of water soldier both as a fertilizer and a fodder additive.

Osoka aloesowata występuje na całym niżu na terenie Polski w zeutrofizowanych zbiornikach wód stojących i powoli płynących. Ze względu na stosowanie tego makrofitu do użyźniania gleb i jako komponentu pasz dla bydła i świń celem pracy było określenie zawartości magnezu i wapnia w osoce aloesowatej w zależności od zanieczyszczenia wód wybranymi metalami ciężkimi. W badaniach wykorzystano próbki wód i roślin pobrane ze środowiska naturalnego i z doświadczenia hydroponicznego (6 wariantów skażania wód i 2 czasy ekspozycji roślin na działanie jonów metali ciężkich). Pomiary zawartości magnezu i wapnia w zmineralizowanych próbkach wykonano techniką ASA w 3 powtórzeniach. Wykorzystana w doświadczeniu hydroponicznym osoka aloesowata zawierała 5,911 g Mg kg–1 s.m. i 16,32 g Ca kg–1 s.m. Na podstawie analizy statystycznej ustalono, że zarówno dodatek metalu ciężkiego, jak i czas ekspozycji miały istotny statystycznie wpływ na zawartość Mg i Ca w osoce aloesowatej i stężenie tych pierwiastków w wodzie. Najwięcej Mg, poza kontrolą, niezależnie od czasu ekspozycji, pozostało w osobnikach osoki aloesowatej poddanych działaniu Fe i Cd. Najmniejsze ilości Mg w roślinie stwierdzono po dodatku do wody jonów Zn i Cu. Po 6 tygodniach ekspozycji roślin na działanie metali zawartość Mg była o 12% mniejsza niż po 3 tygodniach. Najmniejszą zawartość Ca w osoce aloesowatej zanotowano u osobników poddanych działaniu Fe i Cd, a największą po dodatku Zn i w kontroli. Spadek zawartości Ca w II terminie w stosunku do I wyniósł 6,119 g kg–1 s.m. Zanieczyszczenie wód metalami ciężkimi ma niekorzystny wpływ na rozwój osoki aloesowatej oraz kumulację Ca i Mg. Zmniejszona zawartość Ca i Mg w roślinach pobranych z zanieczyszczonych metalami ciężkimi wód obniży wartość zarówno uzyskanego nawozu, jak i dodatku paszowego.