Hankóczy Jenő Növénytermesztési és Kertészeti Tudományok Doktori Iskola

Állandó link (URI) ehhez a gyűjteményhez

https://hdl.handle.net/2437/2304

Mezőgazdaságtudományi Kar

Hankóczy Jenő Növénytermesztési és Kertészeti Tudományok Doktori Iskola
(megszűnt 2015. augusztus 31.)

Böngészés

Hankóczy Jenő Növénytermesztési és Kertészeti Tudományok Doktori Iskola Szerző szerinti böngészés "Bódi , Éva"

Megjelenítve 1 - 1 (Összesen 1)
  • Nincs kép
    TételSzabadon hozzáférhető
    Növények molibdén kezelése és hatásvizsgálata a növekedési paraméterekre és a tápelemfelvételre
    Bacskainé Bódi, Éva; Kovács, Béla; Bódi , Éva; Hankóczy Jenő növénytermesztési és kertészeti tudományok doktori iskola; DE--Mezőgazdaság- Élelmiszertudományi és Környezetgazdálkodási Kar -- Élelmiszertudományi Intézet
    A molibdén egyike azon hét mikroelemnek, amelyek a növények számára esszenciálisnak tekinthetők. Növényélettani jelentősége elsősorban abban rejlik, hogy a nitrogén-anyagcserében részt vevő enzimek nélkülözhetetlen fémkomponense. Egyrészt a nitrogenáz enzim kofaktorakéntmeghatározó szerepe van a pillangósvirágú növények nitrogénnel való ellátásában, másrészt a nitrát-reduktáz alkotójaként kiemelt szerepet játszik a nitrát redukció folyamatában, ugyanis a nitrát-reduktáz optimális működéséhez a molibdén jelenléte nélkülözhetetlen. Hiányában a nitrát redukció folyamata lelassul, amely gyakran káros mértékű nitrát felhalmozódást eredményezhet a növényekben. Mivel a molibdén a nitrát-reduktáz enzim részeként kulcsszerepet tölt be a nitrát redukcióban, ezért kutatómunkám egyik fontos célkitűzése volt annak igazolása, hogy megfelelő molibdénellátással csökkenthető az egészségre káros magas nitrátszint. A nitrát redukció folyamatának nyomonkövetéséhez meghatároztam a kísérleti növényeim (kukorica, napraforgó, zöldborsó) nitrát-nitrogén, valamint ammónium-nitrogén koncentrációját valamennyi növényi részben.Kutatásom további célja volt annak feltárása, hogy a növekvő koncentrációjú Mo-kezelések milyen hatással vannak a tesztnövények egyes növényi részeinek száraztömeg produktumára, a kezdeti gyökérnövekedés intenzitására, valamint az alkalmazott kezelések hogyan befolyásolják a növények makroelem, illetve mikroelem készletét. Továbbá fontosnak tartottam, hogy a kísérletben felhasznált, molibdénnel kezelt talajok elemanalitikai vizsgálatát is elvégezzem. Talajvizsgálataim során célkitűzésem volt annak meghatározása, hogy a talaj összes molibdéntartalmának hány százaléka hozzáférhető a tesztnövények számára (oldható elemtartalom), illetve annak megállapítása, hogy a kísérleti növények (zöldborsó) naponkénti öntözése okoz-e lemosódást a talajban, különböző talajtípusok esetén. A fenti kérdések megválaszolásához kísérleteket állítottam be, amelyek három fő csoportba sorolhatók: 1. tápoldatos kísérletek, 2. rizoboxos kísérletek, 3. tenyészedényes kísérletek. Tápoldatos és rizoboxos kísérleteimbe egy egyszikű (kukorica, ZeamaysL. cv. Norma SC) és egy kétszikű növényt (napraforgó, Helianthusannuus L. cvArena PR) vontam be, amelyek közvetve vagy közvetetten, de jelentős szerepet játszanak a humánélelmezésben, ugyanakkor gazdasági szerepük is igen kiemelt. A tenyészedényes kísérlethez pedig tesztnövényként a zöldborsót (Pisumsativum L.) választottam, mivel molibdén igénye kiemelkedő és Magyarországon egyike a legnagyobb területen termesztett zöldségféléknek. Rizoboxos és tápoldatos kísérleteim során a növények nevelésére a Növénytudományi Intézet, Mezőgazdasági Növénytani és Növényélettani Tanszékcsoport Klímaszobájában került sor, tenyészedényes kísérleteimet pedig 2015 tavaszán a Debreceni Egyetem, Agrokémiai és Talajtani Intézetének Tenyészházában állítottam be. A növényminták elemanalitikai vizsgálatát induktív csatolású plazma optikai emissziós spektrométerrel (ICP-OES) és induktív csatolású plazma tömegspektrométerrel (ICP-MS) végeztük el. A minták feltárásához HNO3-H2O2-os nedves-roncsolásos mintaelőkészítési módszert alkalmaztunk. A növényminták nitrát-nitrogén, valamint ammónium-nitrogén koncentrációjának meghatározásához szükséges mintaelőkészítés eltért a fent említett módszertől. A különböző nitrogén formákat az egyes növényi mintákból desztillált vizes kioldás és ultrahangos rázatást követően, folyadékáramlásos (CONTIFLOW) módszer alapján határoztuk meg, FIAstar Analizátor készülék segítségével. A talajminták elemanalitikai vizsgálata két fő részre bontható, melyek a következők: 1. A minták össz-elem tartalmának meghatározása atmoszférikus nedves roncsolással, tömény salétromsav és hidrogén-peroxid felhasználásával. 2. A minták oldható, vagyis a növények számára hozzáférhető Mo-tartalmának meghatározása a Lakanen-Erviö-féleextrahálószer alkalmazásával. Ezt követően a megfelelően előkészített minták elemtartalmának mérését a fent említett ICP-OES készülék segítségével végeztük el. Talajvizsgálataim során megállapítottam, hogy a különböző talajtípusok oldható Mo koncentráció értékei szoros összefüggést mutatnak a talajok kémhatásával és elemtartalmával (pl.: Fe, Al). Legkisebb oldható Mo koncentráció értéket a legkisebb pH értékkel rendelkező nyíregyházi talaj esetében jegyeztem fel, amely azzal magyarázható, hogy a savanyú talajok esetében a vas- és alumínium-oxidok erős kötésben tartják a növények számára hasznosítható molibdenát aniont. A talaj pH értékének növekedésével párhuzamosan viszont az adszorpció gyengül, ahogyan az a látóképi és pallagi talajok oldható Mo koncentrációjában is megmutatkozott. A tenyészedényes kísérletekben, az egyes talajrétegek (1-1 cm) molibdén koncentráció értékeit elemezve megállapítottam, hogy a növények rendszeres öntözése Mo lemosódást eredményezett a Pallagról és a Látóképről származó talajokban. A pallagi talaj oldható Mo koncentrációja ugyanis 22,1 és 31,1 mg kg-1, a látóképi talaj Mo koncentrációja 23,4 és 36,7 mg kg-1értékek között ingadozott a 30 mg kg-1Mo-kezelésű talajban, a talajmélység függvényében. A nyíregyházi talaj savanyú kémhatása azonban megakadályozta a Mo függőleges irányú mozgását. A tápoldatos és rizoboxos kísérleteimben a kukorica és a napraforgó növények vizsgálati eredményei arra mutattak rá, hogy a két növénytípus Mo akkumulációs képességében jelentős különbség figyelhető meg. A tápoldatos és a rizoboxos kísérletekben is azt tapasztaltam, hogy a napraforgó által felvett Mo mennyiség jelentősen meghaladta a kukoricánál mért értékeket. Tápoldatos kísérletben például a legnagyobb kezelés esetében a kukorica csíranövény 11,7 µgMo-t vont ki a talajból, a napraforgó csíranövény pedig ennek közel háromszorosát, 34,3 µg molibdént. A rizoboxos kísérletben, ugyanennél a kezelésnél kukorica esetében 41,2 µg, napraforgó esetében 57 µgMo értéket jegyeztem fel. Ezenkívül kimutattam, hogy a tesztnövények Mo akkumulációs képessége és száraz tömeg gyarapodása, valamint kezdeti gyökérnövekedése között szoros összefüggés van. A kukorica csíranövények esetében ugyanis az alkalmazott legkisebb kezelések nem voltak szignifikáns hatással a kukorica száraz tömeg értékeire, azonban napraforgó esetében, az intenzívebb Mo-felvételüknek köszönhetően ezen kezelések már fokozták a növények száraz tömeg gyarapodását a kontrollhoz képest. Továbbá megállapítottam, hogy a rizoboxos kísérletben, már a 90 mg kg-1Mo kezelés is szignifikáns mértékben gátolta a napraforgó fejlődését az extrém magas Mo akkumulációjuknak köszönhetően (1350-1458 mg kg-1), a kukorica esetében azonban csak a 270 mg kg-1 kezelés esetében mérséklődött a hajtás és a gyökér fejlődése. A gyökérnövekedés tanulmányozása során szintén azt tapasztaltam, kukorica gyökérhossz esetében szignifikáns csökkenést csak a legnagyobb Mo-dózis eredményezett, napraforgó esetében azonban már a 90 mg kg-1Mo-kezelés is szignifikánsan csökkentette a gyökér növekedés intenzitását. A molibdénnel kezelt kukorica és napraforgó csíranövények makroelem készletét összehasonlítva kimutattam, hogy a molibdén a legtöbb esetben serkentette a foszfor felvételét és gátolta a kén akkumuláciáját, amely eredmények összhangban vannak a szakirodalmakkal. Mikroelem összetételüket vizsgálva pedig megállapítottam, hogy a Zn, a Mn és a B koncentráció tekintetében a két vizsgálati növény hasonlóságot mutat, ugyanis a kezelés hatására ezen elemek koncentrációja mindkét vizsgálati növény hajtásában megemelkedett hidropónikus körülmények között. A csíranövények NO3-N és NH4-N koncentráció eredményeit elemezve megállapítottam, hogy a tápoldatos kísérletben egyetlen Mo-kezelés esetében sem lehetett kimutatni statisztikailag is igazolható csökkenést a kukorica csíranövények NO3-N koncentrációjában a kontrollhoz képest, napraforgó esetében viszont a 0,07, 0,7 és 7 µM Mo-kezelések szignifikáns csökkenést eredményeztek a hajtás NO3-N tartalmában a kontrollhoz viszonyítva. Rizoboxos kísérleteim során továbbá azt tapasztaltam, hogy a kukorica hajtások esetében valamennyi Mo-kezelés, a gyökérben pedig a 30 és a 90 mg kg-1 Mo-kezelések statisztikailag is igazolhatóan csökkentették a NO3-N koncentrációját, és növelték az NH4-N koncentrációját a kontrollhoz képest. Tenyészedényes kísérletben, a különböző talajtípusokon nevelt zöldborsók eredményei megerősítették azt a tényt, hogy a Mo felvehetőségét elsősorban a talaj kémhatása határozza meg. A növények a molibdént ugyanis molibdenát anion (MoO42-) formájában hasznosítják, melynek a hozzáférhetősége pH függő, felvétele lúgos kémhatású talajokból sokkal nagyobb mértékű. Kísérletem során ezzel összhangban megállapítottam, hogy a molibdént a kezelt növények legnagyobb mennyiségben a legmagasabb pH értékkel bíró talajból akkumulálták (Pallag; pH=7,14), legkisebb mennyiségben pedig a nyíregyházi talajból, amelynek a pH értéke a legalacsonyabb volt (pH=5,09). Továbbá kimutattam, hogy a különböző talajok esetében, a növények molibdén akkumulációjában megnyilvánuló eltérések a száraz tömeg eredményekre is hatással voltak. Látóképi és nyíregyházi talaj alkalmazása során például azt tapasztaltam, hogy a 30 mg kg-1 Mo-kezelés a legtöbb esetben szignifikáns mértékben fokozta a növény száraz tömeg gyarapodását és csak a 270 mg kg-1Mo-dózis gátolta a borsó fejlődését. A pallagi talajon termesztett zöldborsók esetében azonban már a 30 mg kg-1Mo-kezelés is statisztikailag igazolhatóan gátolta a borsó növekedését, a 270 mg kg-1Mo-kezelés pedig az 1. vizsgált fenofázist követően a növény pusztulását eredményezte. A borsók mikro- és makroelem készletét tanulmányozva megállapítottam, hogy az eredményeim a legtöbb esetben alátámasztják a Mo és a P közötti szinergista, valamint a Mo és S közötti antagonista kapcsolatot. Azonban néhány esetben azt tapasztaltam, hogy a Mo-kezelés hatására egyes növényi részek S tartalma növekedést mutatott a kontrollhoz viszonyítva. Továbbá kimutattam, hogy a Mo terhelés hatására a Zn, Mn és B koncentrációja megemelkedett az egyes növényi részekben, a Fe és Cu koncentrációjában pedig a legtöbb esetben csökkenést figyeltem meg a kontrollhoz képest. A Mo-kezelések hatottak a különböző N-formákra is. A kísérletek eredményei alapján egyértelmű bizonyítékot találtam arra vonatkozóan, hogy megfelelő molibdénellátással csökkenthető a növények egészségre káros magas nitrátszintje. A vegetatív részek NO3-N koncentráció értékeit elemezve megállapítottam, hogy a látóképi talaj esetében a 30 mg kg-1Mo-kezelés valamennyi növényi részben, a pallagi talaj esetében pedig a levélben és a gyökérben statisztikailag is igazolhatóan csökkentette a NO3-N koncentrációját a kontrollhoz képest. A nyíregyházi talaj esetében azonban csak a 270 mg kg-1 kezelés eredményezett NO3-N koncentráció csökkenést a levélben, valamint a gyökérben. A generatív részek NO3-N koncentrációját vizsgálva ezenkívül kimutattam, hogy az alkalmazott Mo-kezelések a látóképi, pallagi és a nyíregyházi talaj esetében is statisztikailag igazolhatóan gátolták a NO3-N felhalmozódását a borsószemben a kontrollhoz képest. Továbbá megállapítottam, hogy a látóképi talaj felhasználása során a molibdénnek ez a kedvező hatása már a legkisebb kezelésnél, a 3 mg kg-1 Mo kijuttattásakor is kimutatható volt.