@article{
author = "Banjac, Dušana and Ninkov, Jordana and Milić, Stanko and Jakšić, Snežana and Živanov, Milorad and Radović, Biljana and Malićanin, Marko",
year = "2021",
abstract = "Nickel (Ni) is an essential nutrient for animals and it has an important
role in many physiological and biochemical processes in higher plants. At the same time, it
belongs to the group of potentially toxic elements (PTEs). The aim of this study is to determine
Ni concentrations in the soil-plant relationships between the main crops and agricultural
land in Central Serbia. A total of 71 bulked soil samples are taken from the topsoil at
the depth of 0–30 cm in an area belonging to 6 statistical districts of Central Serbia. A total
of 71 seed samples are collected during harvest as an average sample of seed from each
observed plot, of which 26 are corn, 19 sunflower, 17 wheat, and 9 soybean samples. Analysis
of the collected samples includs the main soil parameters and Ni total and available
concentrations in soil, as well as Ni total concentration in seeds. The median value of total
Ni concentration in soil is 44.8 mg kg-1, close to MAC. The median nickel concentration in
wheat and corn seeds is 0.5 mg kg-1, while soybean and sunflower seeds have higher median
Ni content of 8.40 and 10.26 mg kg-1, respectively. Bioaccumulation factors in seeds (BAF)
in the present study ranges from 0.013 (corn) to 0.256 (soybean). According to statistically
significant differences, all crops have equal total NiT concentration in soil, while the available
NiA concentration differs in soils under corn and sunflower cultivars. Based on Ni
concentration in seed and BAF, two groups are distinguished − the group of soybeans and
sunflowers with higher Ni content and the group of wheat and corn with lower Ni content in
seed. The obtained differences confirm that plant species have a significant role in the bioaccumulation
of Ni. The determined BAF parameter is in a statistically significant negative
correlation with the total Ni content in soil in all observed crops except maize. However, the
BAF parameter for maize alone is in a statistically significant negative correlation with the
readily available Ni concentration in the soil. The obtained correlations indicate that higher
Ni concentration in soil causes lower Ni concentration in seeds, which might be due to the
activation of plant defense mechanism to preserve the reproductive organs ‒ seeds ‒ from harmful effects. Based on the obtained results, Ni concentration in seeds of the main field
crops in Central Serbia is safe for feed and food usage. Increased content of Ni found in
agricultural soils in Central Serbia requires constant monitoring for maintaining sustainable
agriculture production., Nikal je esencijalni hranljivi element za životinje i ima važnu ulogu u brojnim fiziološkim i biohemijskim procesima viših biljaka, ali istovremeno pripada grupi potencijalno toksičnih elemenata (PTE). Cilj ovog istraživanja bio je da se utvrde koncentracije Ni u relaciji zemljište–biljka između glavnih ratarskih biljnih vrsta i poljoprivrednog zemljišta za centralnu Srbiju. Ukupno je uzeto 71 uzorak zemljišta iz gornjeg sloja zemljišta 0–30 cm, s područja šest statističkih okruga centralne Srbije. Prikupljeno je ukupno 71 uzorak semena tokom žetve kao prosečan uzorak semena sa svake posmatrane parcele, od čega je 26 uzoraka bilo seme kukuruza, 19 suncokreta, 17 pšenice i devet soje. Prikupljeni uzorci analizirani su na osnovne parametra zemljišta i ukupnu i pristupačnu koncentraciju nikla u zemljištu, kao i ukupnu njegovu koncentraciju u semenu. Vrednost medijane za ukupnu koncentraciju nikla u zemljištu bila je 44,8 mg kg-1, što je blizu vrednosti MDK. Srednja koncentracija nikla u semenu pšenice i kukuruza bila je 0,5 mg kg-1, dok je seme soje i suncokreta imalo znatno veći sadržaj Ni od 8,40 odnosno 10,26 mg kg-1. Faktori bioakumulacije u semenu (BAF) u ovoj studiji kretali su se od 0,013 (kukuruz) do 0,256 (soja). Prema statistički značajnim razlikama, sve ratarske biljne vrste imale su jednaku ukupnu koncentraciju NiT u zemljištu, dok su se prema pristupačnoj koncentraciji NiA u zemljištu, međusobno razlikovala zemljišta pod kukuruzom i suncokretom. Na osnovu koncentracije Ni u semenu i BAF-a, jasno se izdvajaju dve grupe: u jednoj grupi su soja i suncokret sa većim sadržajem Ni, dok su u drugoj grupi pšenica i kukuruz sa nižim sadržajem Ni u semenu. Dobijene razlike potvrđuju da biljne vrste imaju značajnu ulogu u bioakumulaciji Ni. Utvrđeni parametar BAF bio je u statistički značajnoj, negativnoj korelaciji sa ukupnim sadržajem Ni u zemljištu za sve posmatrane useve, osim kukuruza. Međutim, vrednost BAF-a je samo za kukuruz bila u statistički značajnoj, negativnoj korelaciji sa pristupačnom koncentracijom Ni u zemljištu. Dobijene korelacije ukazuju da je veća koncentracija nikla u zemljištu uzrokovala njegovu manju koncentraciju u semenu, verovatno usled aktiviranja odbrambenih mehanizama biljaka za očuvanje reproduktivnih organa – semena, od štetnih uticaja. Na osnovu svih dobijenih rezultata, glavne ratarske biljne vrste u centralnoj Srbiji imale su bezbednu koncentraciju nikla u semenu za stočnu i ljudsku hranu. Povećan sadržaj nikla u poljoprivrednom zemljištu centralne Srbije zahteva stalno praćenje u cilju održive poljoprivredne proizvodnje.",
publisher = "Novi Sad : Matica srpska",
journal = "Zbornik Matice srpske za prirodne nauke",
title = "Nickel content in field crop seeds and agricultural land of Central Serbia, Sadržaj nikla u semenu ratarskih useva i poljoprivrednom zemljištu Centralne Srbije",
pages = "93-81",
volume = "141",
doi = "10.2298/ZMSPN2141081B"
}
