Efficiency of antioxidative system in spinach plants growing in soil contaminated with nickel

The paper attempted to assess the activity of antioxidative system in cells of spinach plant, ‘Matador’ c.v., growing in the soil contaminated with Ni. Plant material for analyses was obtained from two pot experiments conducted in 2010 and 2011 in the vegetation hall of the Experimental Station of the University of Agriculture in Krakow. Ni content in the plant aboveground parts was assessed by ICP-ES method, contents of reduced glutathione form by colorimetry and ascorbic acid by titrimetric method. Nickel content in spinach aboveground parts ranged from 2.00 to 204.5 mg kg–1 d.m. and increased with growing substratum pollution with this element and usually with plant age. The plants contained from 31 to 238 g GSH g–1 f.m. In the first three objects with 0o, Io and IIo degree of substratum pollution according to IUNG classification, this antioxidant contents were higher in comparison with its amount in plants from the control and objects with lower degree of pollution. In the object with the highest nickel dose application, GSH content in plants decreased significantly in comparison with plants from the other objects, while the plants on this object died shortly after germination. Ascorbic acid content in spinach in the both years of experiments ranged from 24.13 to 73.09 mg 100 g–1 f.m. and increased in plants from the successive objects with growing substratum contamination with nickel. In the first phase of growth spinach plants contained generally much more of GSH and AsA, which indicated much better efficiency of the antioxidative system at the initial period of growth.

W pracy podjęto próbę oceny aktywności systemu antyoksydacyjnego komórek roślin szpinaku odmiany ‘Matador’ rosnących w glebie zanieczyszczonej Ni. Materiał roślinny do analiz pozyskano w dwóch doświadczeniach wazonowych prowadzonych w latach 2010 i 2011 w hali wegetacyjnej stacji doświadczanej 996 Monika Arasimowicz et al Uniwersytetu Rolniczego w Krakowie. W częściach nadziemnych roślin oznaczono zawartość Ni metodą ICP-ES, zredukowanej formy glutationu metodą kolorymetryczną oraz kwasu askorbinowego metodą miareczkową. Zawartość niklu w częściach nadziemnych szpinaku wynosiła od 2,00 do 204,5 mg kg–1 s.m. i zwiększała się wraz ze stopniem zanieczyszczenia podłoża tym pierwiastkiem oraz na ogół wraz z wiekiem roślin. Rośliny zawierały od 31 do 238 g GSH g–1 ś.m. W roślinach z pierwszych trzech obiektów o zanieczyszczeniu podłoża odpowiadającym 0o, Io, IIo , według klasyfikacji IUNG, zawartość tego antyoksydantu była większa w porównaniu z zawartością GSH w roślinach z obiektu kontrolnego i obiektów o niższym stopniu zanieczyszczenia. W obiekcie z największym zastosowanym dodatkiem niklu zawartość GSH w roślinach zmniejszyła się istotnie w porównaniu z roślinami z pozostałych obiektów, a rośliny z tego obiektu obumarły niedługo po wschodach. Zawartość kwasu askorbinowego w szpinaku w obydwu latach doświadczeń mieściła się w przedziale od 24,13 do 73,09 mg 100 g–1 ś.m. i zwiększała się w roślinach z kolejnych obiektów o coraz większym zanieczyszczeniu podłoża niklem. Rośliny szpinaku w pierwszej fazie wzrostu zawierały na ogół znacznie więcej GSH i AsA, co wskazuje na znacznie wyższą sprawność systemu antyoksydacyjnego roślin w początkowym okresie wzrostu.