Vliv kontaminace půdy na kvalitu pěstované mrkve seté

Miroslava Křivánková

Bachelor's thesis

The effect of soil contamination on quality of cultivated carrot

Abstract:

Cílem této práce bylo zhodnotit kvalitu mrkve seté (Daucus carota L.) pěstované na kontaminované půdě třemi rizikovými prvky (Cd, Pb a Zn). Součástí práce bylo stanovení obsahu jednotlivých rizikových prvků v biomase mrkve, obsahu makroživin (N, P, K a Ca) v nati i v kořeni mrkve, obsahu nitrátů v rostlině mrkve, obsahu kyseliny askorbové v kořeni mrkve a výnosu biomasy mrkve. Vliv Cd, Pb a Zn na kvalitu rostliny byl zjišťován ve vegetačním nádobovém pokusu. Pro pokus bylo použito osivo mrkve karotky rané (odrůda NANTES 2), které bylo vyseto do půd z dvou lokalit České republiky lišících se obsahem rizikových prvků. Kontrolní variantu představovala půda z oblasti Praha – Suchdol, která obsahovala Cd, Pb a Zn v legislativních limitních hodnotách. Kontaminovanou variantu představovala půda z oblasti Příbramska – Podlesí, která obsahovala nadlimitní hodnoty rizikových prvků (Cd 3,7 ± 0,05 mg/kg; Pb 1155,2 ± 99,8 mg/kg; Zn 202,1 ± 3,2 mg/kg). Sklizeň proběhla po 105 dnech růstu v pokusných nádobách. Biomasa mrkve byla rozdělena na nadzemní biomasu (nať) a kořen. Výsledky prokázaly, že rostliny mrkve přijaly a akumulovaly rizikové prvky u obou variant. Vyšší obsah Cd, Pb a Zn byl jednoznačně u varianty Podlesí oproti kontrole. Obsah Cd byl 27krát vyšší v nati a 31krát vyšší v kořeni oproti kontrole. V případě biomasy kořene byl obsah Pb vyšší oproti kontrole, ale u kontroly byly hodnoty obsahu Pb v nati pod mezí detekce (Pb <2 mg/kg DW), proto nelze vyjádřit o kolik vyšší obsah byl v nati. Obsah Zn byl oproti kontrole 1,4krát vyšší v nati a 2,2krát vyšší v kořeni. Kromě obsahu Pb v nati, byl u všech ostatních částí prokázán statisticky významný rozdíl mezi variantami. Vlivem příjmu rizikových prvků došlo ke změnám hodnot N, P, K a Ca. Obsah N se snížil o 3 % v nati a o 14 % v kořeni oproti kontrole. Obsah P byl oproti kontrole o 19 % vyšší v nati. Dále se snížil obsah K oproti kontrole o 59 % u nati a o 45 % u kořene. Pokles byl zaznamenán i u obsahu Ca oproti kontrole, a to o 15 % v nati a o 8 % u kořene. Změna byla statisticky významná u obsahu N v kořeni, obsahu P v nati, obsahu K a Ca v obou částech biomasy. Díky akumulaci rizikových prvků v rostlině došlo k nárůstu obsahu nitrátů, o 27 % u nati a o 23 % u kořene oproti kontrole. Tento jev byl statisticky průkazný pouze u nadzemní biomasy. Dále došlo k statisticky významnému poklesu obsahu kyseliny askorbové o 45 % oproti kontrole. Rizikové prvky ovlivnily také růst kořene mrkve, kdy u varianty Podlesí se vyskytovaly menší a kratší kořeny. Vliv varianty na délku kořene nebyl ale statisticky průkazný. Posledním zkoumaným faktorem byl výnos suché biomasy, který byl nižší ve variantě Podlesí, u nati o 65 % a u kořene o 60 % oproti kontrole. Rozdíl mezi variantami byl statisticky průkazný. Výsledky prokázaly změnu v kvalitě mrkve, a to hlavně sníženou nutriční hodnotou a nižším výnosem.

Abstract:

The aim of this study was to evaluate the quality of carrot (Daucus carota L.) grown on contaminated soil with three risk elements (Cd, Pb and Zn). In the the study was determined the content of individual risk elements in carrot biomass, macronutrient content (N, P, K and Ca) in aboveground biomass and root, nitrate content in carrot plant, ascorbic acid content in carrot root and carrot biomass yield. The influence of Cd, Pb and Zn on the quality of the plant was determined in a vegetation pot experiment. Early carrot seed (variety NANTES 2) was sown in soils from two localities of Czech Republic differing in the content of risk elements. The control variant was soil from the Prague-Suchdol area, which contained Cd, Pb and Zn under the legislative limit values. The contaminated variant was the soil from the Příbram-Podlesí area, which contained above-limit values of risk elements (Cd 3.7 ± 0.05 mg/kg; Pb 1155.2 ± 99.8 mg/kg; Zn 202.1 ± 3.2 mg/kg). Plants were harvested after 105 days of growth in experimental pots. Carrot biomass was divided into aboveground biomass and root. The results showed accumulation of risk elements in both carrot variants. The higher content of Cd, Pb and Zn was in the Podlesí variant. Compared to the control, Cd content of this variant was 27 times higher in the aboveground biomass and 31 times higher in the root. In the case of Pb, content in root biomass of Podlesí variant was higher than in the control, but Pb content of control in the aboveground biomass were below the detection limit (Pb <2 mg/kg DW). Compared to the control, the Zn content was 1.4 times higher in the aboveground biomass and 2.2 times higher in the root. The difference of Cd, Pb and Zn content between the variants was statistically significant in all carrot parts except Pb in the aboveground biomass. Due to the accumulation of risk elements, the content of N, P, K and Ca was changed. The N content decreased by 3% in the aboveground biomass and by 14% in the root compared to the control. Compared to the control, P content increased by 19% in the aboveground biomass. The K content decreased by 59% in the aboveground biomass and by 45% in the root compared to the control. A decrease showed also content of Ca compared to the control – by 15% in aboveground biomass and 8% in the root. The change was statistically significant only for N content in the root, P content in the aboveground biomass, and K and Ca content in both parts of the biomass. Due to the accumulation of risk elements in the plant, content of nitrates increased in the aboveground biomass and root by 27 and 23%, respectively compared to the control. This phenomenon was statistically significant only for aboveground biomass. In addition, content of ascorbic acid was significantly decreased by 45% compared to the control. Risk elements affected the growth of carrot root, when the Podlesí variant had smaller and shorter roots. However, the effect of the variant on root length was not statistically significant. The last determined factor was the yield of dry biomass, which was lower in the Podlesí variant. Compared to the control, dry biomass was decreased by 65% (aboveground biomass) and 60% (root). The difference between the variants was statistically significant. The results confirmed a change in the quality of carrots, especially by reduction of nutritional value and lower yield.

Keywords

kořenová zelenina, kvalita produkce, kontaminace půdy

Keywords

root vegetables, production quality, soil contamination

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 12. 4. 2022

Thesis defence

• Supervisor: prof. Ing. Daniela Pavlíková, CSc.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Bachelor programme:
Crop Production