Fitotoksyczność chromu sześciowartościowego dla roślin rzepaku

Rapeseed (Brassica napus L. subsp. napus) plants were exposed to six different concentrations (12, 24, 60, 120, 240, 480 μmol dm–3) of K2Cr2O7 for 7 days. Dry mass of shoots and roots decreased rapidly with increasing external Cr(VI) concentration. Application of Cr(VI) concentrations ³ 120 μmol dm–3 caused that leaves were strongly chlorotic and some of them even desiccated. Roots of these plants where subtile and brownish. Notable decrease in chlorophyll content was observed already at the lowest (12 μmol dm–3) used concentration. Content of soluble proteins in leaves decreased rapidly within the studied concentration range, whereby the lowest protein content was observed after application of 240 μmol dm–3 Cr(VI). Lipid peroxidation expressed as a content of malondialdehyde in leaves was notable already after application of 12 μmol dm–3 Cr(VI). At lower applied Cr(VI) concentrations (12÷120 μmol dm–3) the bioaccumulation factors related to Cr accumulation in roots were higher then those determined for shoots. Treatment with higher Cr(VI) concentrations (240 and 480 μmol dm–3) had an opposite effect and BAFs for the shoots exceeded those determined for the roots. The portion of Cr allocated in shoots related to the total Cr amount accumulated by plant ranged from 23.3% (12 μmol dm–3) to 94.7% (480 μmol dm–3). In the case of higher applied external Cr(VI) concentrations (120÷480 μmol dm–3) the defence mechanisms of plants were evidently impaired and uncontrolled Cr translocation within the plant occurred

Zastosowania nanozwiązków w produkcji rolnej i ich wpływ na żywność i zdrowie człowieka

In last years, an increasingly growing number of nanoagrochemicals such as nanopesticides, nanofertilizers or plant growth stimulating nanosystems is put into the practice. This is connected with the demand to decrease the dose-dependent toxicity of pesticides by reduction of the amount of applied active ingredients in nanoscale formulations, securing not only their increased aqueous solubility resulting in better bioavailability but also targeted delivery, controlled release and/or protection against degradation. Application of nanofertilizers enables more effective supply of nutrient to plants. The contribution is focused on nanoformulations applied in agriculture enabling controlled release of the active ingredient into weeds and the body of pests and nutrients to plants as well as on benefits of the use of nanoformulations in food industry related to food packaging, food security, encapsulation of nutrients and development of new functional products. The environmental impact of nanoagrochemicals and related health risks are highlighted as well.W ostatnich latach coraz bardziej rośnie liczba nanochemikaliów stosowanych w rolnictwie, takich jak: nanopestycydy, nanonawozy lub stymulujące wzrost roślin nanosystemy. Jest to związane z potrzebą ograniczenia, zależnej od dawki, toksyczności pestycydów poprzez zmniejszenie ilości stosowanych składników aktywnych w nanopreparatach, zapewniając nie tylko ich zwiększoną rozpuszczalność w wodzie, co gwarantuje lepszą biodostępność, ale również kontrolowane uwalnianie i/lub ochronę przed degradacją. Zastosowanie nanonawozów umożliwia bardziej efektywne dostarczanie składników odżywczych roślinom. W pracy przedstawiono nanozwiązki stosowane w rolnictwie, umożliwiające kontrolowane uwalnianie składnika czynnego do chwastów i szkodników oraz składników odżywczych dla roślin, jak również korzyści wynikające z użycia nanozwiązków w przemyśle spożywczym związanym z pakowaniem żywności, bezpieczeństwem żywności, kapsułkowaniem składników odżywczych i rozwojem nowych produktów funkcjonalnych. Omówiono również wpływ nanoagrochemikaliów na środowisko i związane z nimi zagrożenia dla zdrowia

Występowanie, charakterystyka i działanie nanocząstek metali

Metal nanoparticles (MNPs) are attracting attention for many technological applications as catalysts, in optical materials, medical treatments, sensors, and in energy storage and transmission. The function and use of these materials depend on their composition and structure. A practical route for synthesis of MNPs is by chemical procedure and by use of biological material (“green synthesis” as a dependable, environmentally benign process) including bacteria, algae and vascular plants (mainly metallophytes). Currently, there are various chemical and physical synthetic methods used for preparation of metal nanoparticles and several experimental techniques aimed at controlling the size and shape of MNPs. Toxic effects of MNPs on plants could be connected with chemical toxicity based on their chemical composition (eg release of toxic metal ions) and with stress or stimuli caused by the surface, size and shape of the particle. The physicochemical properties of nanoparticles determine their interaction with living organisms. In general, plant cells possess cell walls that constitute a primary site for interaction and a barrier for the entrance of nanoparticles. Inside cells, nanoparticles might directly provoke either alterations of membranes and other cell structures or activity of protective mechanisms. Indirect effects of MNP depend on their chemical and physical properties and may include physical restraints, solubilization of toxic nanoparticle compounds, or production of reactive oxygen species. However, it should be stressed that impact of MNPs on human and environmental health remains still unclear. Thus, evaluation scheme for national nanotechnology policies (that would be used to review the whole national nanotechnology plan) was recommended. The three following criteria for policy evaluation were suggested: appropriateness, efficiency and effectiveness.Nanocząstki metali (MNPS) przyciągają uwagę ze względu na ich wykorzystanie w wielu zastosowaniach jako katalizatory, materiały optyczne, czujniki, w zabiegach medycznych, w przechowywaniu i transmisji energii. Funkcja i zastosowanie tych materiałów zależą od ich składu i struktury. Praktycznymi drogami syntezy MNPS są metody chemiczne i wykorzystanie materiałów biologicznych („zielona synteza” niezawodna, przyjazna środowisku), w tym bakterii, glonów i roślin naczyniowych (głównie metalofitów). Obecnie stosowane są różne fizyczne i chemiczne metody wytwarzania nanocząstek metali i kilka technik eksperymentalnych, mających na celu kontrolę wielkości i kształtu MNPS. Toksyczny wpływ MNPS na rośliny może być związany z toksycznością chemiczną ze względu na ich skład chemiczny (np. uwalnianie jonów metali) oraz stresem lub stymulacją spowodowanymi przez powierzchnię, wielkość i kształt cząstek. Interakcje z organizmami żywymi są określane przez fizykochemiczne właściwości nanocząstek. Ogólnie rzecz biorąc, ściany komórkowe roślin stanowią podstawowy element interakcji i barierę wejścia nanocząstek. Wewnątrz komórek nanocząstki mogą bezpośrednio wywoływać zarówno zmiany błon komórkowych, jak i innych struktur lub spowodować aktywizację mechanizmów ochronnych. Pośrednie skutki MNP zależą od ich właściwości chemicznych i fizycznych, mogących prowadzić do tworzenia pewnych ograniczeń fizycznych, rozpuszczania związków toksycznych czy wytwarzania reaktywnych form tlenu. Jednak należy podkreślić, że wpływ MNPS na zdrowie ludzi i stan środowiska jest nadal niejasny. Z tego względu konieczne jest stworzenie schematu systemu oceny polityki w dziedzinie nanotechnologii (które zostaną wykorzystane do przeglądu całości krajowego planu nanotechnologicznego). Zaproponowano trzy następujące kryteria oceny polityki: adekwatność, efektywność i skuteczność

Reakcja fizjologiczna Brassica napus L. na działanie miedzi(II)

Rośliny rzepaku poddawano działaniu CuSO4 5H2O w siedmiu różnych stężeniach (0,5, 1, 3, 6, 12, 24, 60 μmol · dm–3) przez 7 dni. W zakresie stężeń 0,5-3 μmol·dm–3 zaobserwowano znaczny wzrost biomasy (obie części roślin). Zmniejszenie biomasy zauważono po zastosowaniu wyższych stężeń niż 6 μmol ·dm–3. Znaczny spadek zawartości chlorofili oraz karotenoidów stwierdzono po zastosowaniu 6 μmoli · dm–3 Cu(II). Spadek zawartości białka w liściach roślin zaobserwowano w zakresie stężeń 3-60 μmol · dm–3. Peroksydacja lipidów wyrażona zawartością dialdehydu malonowego w liściach była silna w zakresie stężeń 6-60 μmol · dm–3 Cu(II). Wartości współczynnika bioakumulacji w korzeniach była większe niż w pędach w całym zakresie stężeń (0,5-60 μmol · dm–3 Cu). Stosunek Cu zakumulowanej w pędach do całkowitej ilości miedzi zakumulowanej przez rośliny mieścił się w zakresie od 27,6% (0,5 μmol · dm–3) do 8,4% (60 μmol · dm–3).Rapeseed plants were exposed to seven different concentrations (0.5, 1, 3, 6, 12, 24, 60 μmol · dm–3) of CuSO4•5H2O for 7 days. Within concentration range 0.5-3 μmol · dm–3 a significant increase of biomass (both plant organs) was observed. Decrease of biomass was notable after application of concentrations higher than 6 mol · dm–3. Considerable drop in content of chlorophylls as well as carotenoids was observed after application of 6 mol · dm–3 Cu(II). Decline of protein content in leaves of plants was observed in concentration range 6-60 mol · dm–3. Lipid peroxidation expressed as a content of malondialdehyde in leaves was strong within concentration range 6-60 μmol · dm–3 Cu(II). Bioaccumulation factor values of roots were higher then those of shoots in the whole concentration range (0.5-60 μmol · dm–3 Cu). The portion of Cu allocated in shoots related to the total Cu amount accumulated by plant ranged from 27.6% (0.5 μmol · dm–3) to 8.4% (60 μmol · dm–3)

Wpływ fitotoksyczności jonów niektórych metali na wybrane odmiany uprawne rzepaku zarejestrowane na Słowacji

The aim of this study was to investigate the phytotoxic effects of seven metal ions (Cd(II), Cr(VI), Cu(II), Hg(II), Ni(II), Pb(II) and Zn(II)) on length of roots of five rapeseed (Brassica napus L. subsp. napus) cultivars registered in Slovakia (Atlantic, Baldur, Californium, Oponent and Verona). The phytotoxic effect of metals was evaluated using IC50 values. The studied metal ions inhibited germination and root growth of rapeseed seedlings. In general, the toxicity of metal ions decreased in the following order Cu > Cr >Hg > Cd > Pb > Ni > Zn. Atlantic, Baldur and Californium were more sensitive to Cd than to Ni, for Oponent and Verona higher toxicity exhibited Ni. From the studied rapeseed cultivars Atlantic and Californium were found to be most sensitive to tested metals. On the other hand, high tolerance to metal treatment was determined for Baldur. Czech cultivar Opponent showed high tolerance to Cd, Cr, Cu and Pb, but it was sensitive to Hg and Ni. The above-mentioned results confirmed differences in the metal tolerance of tested rapeseed cultivars