Szelén fitoextrakciója és mikrobacsoportok előfordulása szennyezett talajokban
Authors: László Simon , Borbála Biró , Éva Széles , Sándor Balázsy 
Published: June 2007

Tenyészedényes kísérletben tanulmányoztuk, hogy a Ramann-féle rozsdabarna erdőtalajba kijuttatott nátrium-szelenitből (2,5 mg•kg-1 Se), illetve nátriumszelenátból (2,5 mg•kg-1 Se) mennyi szelént akkumulál hajtásában a szareptai mustár és a takarmányretek. Megállapítottuk, hogy szelenit-kijuttatás esetén a hajtásba egy nagyságrenddel kevesebb szelén kerül be, mint a talaj szelenátkezelése esetén. Utóbbi esetben a szareptai mustár hajtásában 585, a takarmányretekében 684 µg•g-1 szelént mértünk. Mindez a hajtások szárazanyag-hozamának 53–85%-os visszaesését eredményezte. A transzport indexek kiszámításával megállapítottuk, hogy a növények által felvett szelén 40–50%-a szállítódott át a fitoextrakció során könnyen betakarítható hajtásba. A rizoszférából vett talajmintákban a domináns faj a Corynebacterium volt. A rizoszférában szintén jelen lévő Bacillus és Pseudomonas fajokról feltételezhetjük azonban – melyek a növénynövekedést serkentő ún. PGPR baktériumok közé tartoznak –, hogy a talajba mesterségesen kijuttatva stimulálják a növények szelénfelvételét (fitoextrakcióját), illetve fitovolatizációját.

A nagyhörcsöki mikroelem-terheléses szabadföldi tartamkísérletben a mészlepedékes csernozjom talajba 1991-ben 30–810 kg•ha-1 nátrium-szelenitet juttattak ki. A kijuttatott szelén nagy része időközben a mélyebb rétegekbe mosódott le, és szelenáttá oxidálódott. Annak ellenére azonban, hogy a szelénkezelt parcellák 0–20 cm-es rétegében mindössze 2,3–8,0 mg•kg-1 volt az „összes” (cc. HNO3+cc. H2O2-oldható) szeléntartalom, a lucerna hajtásában 2005 őszén 85,3–727 µg•g-1 szelént mértünk. A koncentrációhányadosok kiszámolásával megállapítottuk, hogy a talaj szeléntartalmának növekedésével lineárisan nőtt a lucerna hajtásába került szelénmennyiség. A feltalajból kitenyészthető mikrobák (heterotrófok, spóraképzők, sugárgombák és mikroszkopikus gombák) átlagos sejtszáma még a legnagyobb (270 vagy 810 kg•ha-1) szelénkezelésben részesült parcellák talajában sem csökkent szignifikáns mértékben. Ezekben a talajmintákban Staphylococcus, Streptococcus, Actinomyces, Corynebacterium és Bacillus fajokat azonosítottuk.

A pot experiment was set up to study the selenium (Se) accumulation of Indian mustard (Brassica juncea L. Czern., cv. Negro Caballo) and fodder radish (Raphanus sativus L. convar. oleiformis Pers., cv. Leveles olajretek) grown in a Ramann-type rusty brown forest soil (loamy sand, clay+silt content 15.8%; pH(KCl) 6.6; humus content 1.3%; CEC 18.1 cmolc•kg-1) artificially contaminated with 2.5 mg•kg-1 Se as sodium selenite or sodium selenate. Plant shoots accumulated one order of magnitude less selenium from selenite than from selenate-treated soil. In shoots of selenate-treated Indian mustard and fodder radish cultures 657 and 745 g•g-1 Se was measured respectively, while the dry matter yield of the plants was reduced by 53–85%. Based on transport indexes it was calculated that 40–50% of the total Se was accumulated in the plant shoots. This could be advantageous, as the shoots of plants are easier to harvest than the roots during soil remediation with plants, known as phytoextraction. The dominant microbe species was Corynebacterium in the rhizosphere soil, and Bacillus and Pseudomonas species were also present. It is supposed that these “plant-growth promoting rhizobacteria” (PGPR) may stimulate the phytoextraction and phytovolatization of Se in the rhizosphere of the plants.

In spring 1991 a field experiment was set up in Nagyhörcsök (Hungary) to study the long-term effects of 13 heavy metals. The calcareous chernozem formed on loess (pHKCl 7.1–7.4, loamy texture, clay+silt content 75-85%; humus 3-3.5%; CaCO3 equivalent 3-5%; CEC 30–32 cmolc•kg-1) was contaminated with 0, 30, 90, 270 or 810 kg Se•ha-1 as sodium selenite. Over the course of time the selenite migrated downward (leached) and oxidized to selenate. In autumn 2005 2.3–8.0 mg•kg-1 “total” (extracted with cc. HNO3+cc. H2O2) selenium was found in the upper (0–20 cm) layer of soil. Based on concentration ratios it was found that with increasing soil Se content the Se content in the shoots of alfalfa (Medicago sativa L., cv. Anna) increased linearly (85.3–727 g•g-1). This could be attributed to the deep rooting of alfalfa. All the microbe groups (heterothrophs, spore forming microbes, actinomyceta and microscopic fungi) investigated tolerated the Se concentrations present in the contaminated soils, as their number was similar to that in the uncontamined control soil. In Se-contaminated soils the dominant microbe species were Staphylococcus, Streptococcus, Actinomyces, Corynebacterium and Bacillus.