Effect of cadmium on germination and growth of wheat

Abstract

In this study, the effect of Cd on the germination, growth of seedlings and composition of plants deriving from contaminated grains, grown in the field, was examined. Wheat grains were soaked in Cd-containing solutions: 0 (control, deionized water), 10-5 , 10-4 , 10-3 , and 10-2 M CdCl 2 during 24h. One portion of grains was used to test germination and seedling growth, while the other was sown in the field. The concentration of Cd in the grains almost linearly increased with the increase in the applied concentrations of Cd, which reduced the germination and energy of germination and increased the proportion of atypical seedlings. Larger concentrations of Cd significantly impaired the growth of seedlings (length of the shoots and roots, dry matter mass). In the grains of the field-grown plants the concentrations of N, P, and K were not affected by Cd, but their concentrations in the straw declined (especially of N). These results suggest that the emergence and development of plants on the soil polluted by Cd are likely to be significantly limited and yield reduced.

Kadmijum (Cd) je potencijalni zagađivač sredine živih organizama i pri većim koncentracijama odlikuje se jakim fitotoksičnim dejstvom. U radu je u laboratorijskim uslovima proučeno dejstvo različitih koncentracija kadmijuma na klijanje i rast mladih biljaka pšenice, a u poljskim uslovima njegov uticaj na koncentraciju mineralnih materija u zrnu i slami u fazi pune zrelosti biljaka, koje su potekle od zrna tretiranog kadmijumom. S povećanjem koncentracije kadmijuma u fazi bubrenja semena skoro se linerano povećala njegova koncentracija u semenu. Utvrđeno je da veće koncentracije kadmijuma značajno smanjuje klijanje i energiju klijanja semena, a povećavaju učešće atipičnih klijanaca i neproklijalog semena. Veće koncentracije kadmijuma značajno su smanjile rast mladih biljaka kao i masu njihove suve materije. Rast nadzemnog dela i korena smanjen je u većoj meri od mase suve materije, na osnovu čega se može zaključiti da je kadmijum u većoj meri uticao na faktore rasta nego na stvaranje suve mase. Najveća primenjena koncentracija kadmijuma smanjila je hidratisanost 68 nadzemnog dela mladih biljaka. Bubrenje semena u prisustvu različitih koncentracije kadmijuma nije uticalo na koncentraciju azota, fosfora i kalijuma u zrnu, a smanjilo je njihovo prisustvo u slami, naročito azota na kraju vegetacije. Dobijeni rezultati potvrđuju nalaze ranijih istraživanja kod drugih biljnih vrsta na osnovu kojih su fiziološki i biohemijski procesi klijanja semena značajno inhibirani u prisustvu većih koncentracija kadmijuma. Na osnovu navedenog može se predvideti da će na zemljištu zagađenom kadmijumom nicanje useva i rast mladih biljaka pšenice biti ograničeno, što će se nepovoljno odraziti na prinos useva.