Humic acids impact on heavy metal phytoextraction in Tagetes patula L. | Влияние гуминовых кислот на фитоэкстракцию тяжёлых металлов Tagetes patula L.

English. In a model study, we analysed the impact of humic acids (HAs, 500 ppm) on the accumulation of heavy metals (HMs; Pb, Cu, Ni and Zn) in roots and aboveground organs of the annual ornamental plant Tagetes patula ('Scarlet' variety) cultivated on the Terra Vita nutritive substrate imitating the upper fertile root layer (UR-RAT) of polluted urban soils in megacities. Plants were grown in full photoculture (at no sunlight) in pots placed in a closed grow box maintaining internal microclimate. A modern HLG Quantum Board QB288 V2 Rspec LED panel enabled with vegetation modes was used as light source. HMs were introduced in substrate as aqueous saline. Each setting was quadruplicated. Total experiment duration was 30 days. Tagetes patula was proved a particularly effective phytoextractor of Zn applied at 40 mg/kg (p less than 0.01). At the same time, the plants showed high tolerance to toxic growth inhibition (in biometry of the above- and underground organ length and weight) and preserved external aesthetics. Metals were further graded by phytomass accumulation as follows: Cu - Pb - Ni. Ni at 30 mg/kg had a major impact on plant weight and length, which sets off the variety as a sensitive phytoexcluder for this metal. HAs increased aboveground mass in all settings and decreased the HM mass impact. A sharp root mass reduction was observed in combinations of the two factors (HMs + HAs), which was clearly reflected in impaired root mass in zinc settings. A single metal addition reduced the mass by average 12.0% (p less than 0.01) vs. control (no HAs or HMs), whilst a combined HAs + HMs administration induced its 65.0% reduction (p less than 0.01). The results obtained indicate a good root buffering capacity for HM translocation from the rhizosphere to aboveground parts. In general, HA usage is promising for creating the green space and phytoremediation of urban HM-contaminated soils.

Russian. Исследованы особенности влияния гуминовых кислот (ГК) (500 ppm) на аккумуляцию тяжелых металлов (ТМ) (Pb, Cu, Ni и Zn) в корнях и надземных органах бархатцев отклоненных Tagetes patula L. (сорт Скарлет), культивируемых на питательном субстрате Terra Vita, имитирующем верхний плодородный корнеобитаемый слой (UR-RAT) загрязненных почв, сформировавшихся в условиях мегаполисов. Растения выращивали при полной светокультуре в вегетационных сосудах, помещенных в закрытый гроубокс, с поддержкой внутреннего микроклимата. Источник освещения: LED-светильник на основе светодиодной панели. ТМ вносились в субстрат в виде водных растворов соответствующих солей. Каждый вариант включал 4 повторности. Продолжительность эксперимента - 30 сут. T. patula оказались особенно эффективным фитоэкстрактором для Zn в дозе 40 мг/кг (p меньше 0.01), растения проявили высокую толерантность по отношению к воздействию Zn на ингибирование ростовых процессов (по биометрическим показателям) и сохранению своего внешнего эстетического вида. Дальнейшая градация по степени аккумуляции ТМ в фитомассе: Cu - Pb - Ni. Ni в дозе 30 мг/кг наиболее сильно снижал массу и длину органов растений Это характеризует сорт как чувствительный и фитоисключатель для данного металла. Применение ГК вызвало увеличение массы надземной части растений по всем вариантам и снижение степени воздействия на этот показатель под влиянием ТМ. Отмечено резкое снижение прироста массы корней при совместном влиянии 2 факторов (ТМ + ГК) на растения, это отразилось в снижении массы корней в варианте с Zn: если снижение средней массы корней при одиночном внесении металла составляло в среднем 12,0% (p меньше 0.01) по отношению к контролю (без ГК и ТМ), то при совместном внесении в субстрат ГК + ТМ снижение составляло 65,0% (p меньше 0.01). Результаты показали высокую буферность корней к транслокации ТМ из ризосферы в надземную массу. Использование ГК перспективно при создании зеленых насаждений и фиторемедиации городских почв, загрязненных ТМ.