Kvalita zeleniny pěstované na půdě antropogenně kontaminované rizikovými prvky

Eliška Zátková

Bachelor's thesis

The quality of vegetables grown on soil anthropogenically contaminated with risk elements

Abstract:

Cílem této práce bylo porovnat kvalitu zeleniny pěstované na půdách s různým složením a rozdílnou kvalitou. Jako kontrolní byla použita půda odebraná na území Praha-Suchdol, která obsahovala přirozeně se vyskytující množství kadmia, olova a zinku, konkrétně 0,4 ± 0,01 mg/kg kadmia, 36,6 ± 1,6 mg/kg olova a 93,1 ± 1,5 mg/kg zinku. Druhá použitá půda byla ovlivněna antropogenní činností, která na daném území Příbramsko-Podlesí v minulosti probíhala a obsahovala tedy větší množství zmíněných kovů. V půdě Podlesí se vyskytovalo 6,5 ± 1,06 mg/kg kadmia, 1560,2 ± 167,1 mg/kg olova a 243,4 ± 8,2 mg/kg zinku. Zelenina byla pěstována v nádobových pokusech ve skleníku. Z každé půdy byly založeny 4 nádoby. K pokusu byly použity zástupci kořenové a listové zeleniny. Jako zástupce kořenové zeleniny byla použita mrkve obecná (Daucus carota L. odrůda NANTES 5), jako zástupce zeleniny listové byl použit špenát setý (Spinacia oleracea L. odrůda MATADOR). Mrkev byla sklizena po 98 dnech růstu, špenát po 40 dnech růstu. Oba druhy zeleniny byly sklizeny v době konzumní zralosti. Předpokladem naší práce bylo, že zelenina pěstovaná na kontaminované půdě Podlesí bude akumulovat větší množství kovů ve svých pletivech než zelenina pěstovaná na kontrolní půdě Suchdol. Dále jsme se zabývali tím, jak akumulace rizikových prvků ovlivní obsah dalších látek a prvků v rostlině, jako jsou dusičnany nebo draslík. Výsledky nádobového pokusu umožnily ověření všech těchto hypotéz. Zelenina pěstovaná na půdě Podlesí akumulovala větší množství kovů (Cd, Pb, Zn) ve svých pletivech než zelenina pěstovaná na kontrolní půdě Suchdol. Pro příklad můžeme uvést akumulaci kadmia u mrkve. Na variantě Suchdol obsahovala sušina nati mrkve 0,28 ± 0,05 mg Cd/kg, sušina kořene mrkve 0,04 ± 0,02 mg Cd/kg. U varianty Podlesí obsahovala sušina nati mrkve 13,75 ± 1,08 mg Cd/kg, sušina kořene mrkve 4,77 ± 0,51 mg Cd/kg. Dále pokus ukázal, že špenát v porovnání s mrkví akumuloval větší množství kovů ve svých pletivech. Obsah kadmia v listech špenátu, pěstovaném na variantě Podlesí, byl 187,71 ± 18,17 mg/kg. Obsah kadmia byl tedy u špenátu 13,5krát větší než obsah kadmia v mrkvi. Mezi další sledované znaky u pěstované zeleniny patřila například stavba kořene u špenátu nebo výnos čerstvé biomasy. Výsledky pokusu potvrdily, že zelenina pěstovaná na antropogenně znečištěné půdě Podlesí akumulovala větší množství rizikových prvků než zelenina, která byla pěstována na půdě Suchdol. Ukázaly, že konzumace testované zeleniny pěstované na půdě z regionu Příbram-Podlesí pravděpodobně povede k nepříznivým účinkům na zdraví.

Abstract:

The aim of this study was to compare the quality of vegetables grown on soils with different composition and quality. Soil sampled in the Prague-Suchdol area was used as a control treatment and contained naturally occurring levels of cadmium, lead and zinc, namely 0.4 ± 0.01 mg/kg cadmium, 36.6 ± 1.6 mg/kg lead and 93.1 ± 1.5 mg/kg zinc. The second soil was contaminated by anthropogenic activities in the area of the Příbram-Podlesí and contained higher amounts of the mentioned metals. The Podlesí soil contained 6.5 ± 1.06 mg/kg cadmium, 1560.2 ± 167.1 mg/kg lead and 243.4 ± 8.2 mg/kg zinc. The vegetables were grown in pot experiments in a greenhouse. Four pots were established from each soil. For the experiment were used carrot (Daucus carota L. cv. NANTES 5) – root vegetable, and spinach (Spinacia oleracea L. cv. MATADOR) - leafy vegetable. Carrot was harvested after 98 days of growth, spinach after 40 days of growth. Both vegetables were harvested at the time of consumption maturity. We hypothesed that vegetables grown on the contaminated soil of Podlesí would accumulate more metals than vegetables grown on the control soil of Suchdol. We also determined the effect of risk elements on the content of other substances and elements in the plant, such as nitrate or potassium. The results of the pot experiment allowed us to test all these hypotheses. Vegetables grown on Podlesí soil accumulated higher amounts of metals (Cd, Pb, Zn) in their weeds than vegetables grown on the control soil Suchdol. As an example, we can mention the Cd accumulation in carrot. In the Suchdoltreatment, the dry weight of carrot aboveground biomass contained 0.28 ± 0.05 mg Cd/kg, the dry weight of carrot root contained 0.04 ± 0.02 mg Cd/kg. In the Podlesítreatment, the dry weight of carrot aboveground biomass contained 13.75 ± 1.08 mg Cd/kg, the dry weight of carrot root contained 4.77 ± 0.51 mg Cd/kg. Furthermore, the experiment showed that spinach accumulated higher amounts of metals compared to carrot, spinach leaves accumulating 187.71 ± 18.17 mg Cd /kg. Thus, the cadmium content of spinach was 13.5 times higher than that of carrot. Other traits observed in the cultivated vegetables included root structure in spinach and fresh biomass yield. The results of the experiment confirmed that vegetables grown on anthropogenically polluted Podlesí soil accumulated higher amounts of risk elements than vegetables grown on Suchdol soil. They showed that the consumption of tested vegetables grown on soil from Příbram - Podlesí region is likely to lead to adverse health effects.

Keywords

kadmium, nitráty, olovo, zelenina, zinek

Keywords

nitrates, lead, vegetables, cadmium, zinc

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 23. 4. 2023

Thesis defence

• Date of defence: 26. 5. 2023
• Supervisor: prof. Ing. Daniela Pavlíková, CSc.
• Reader: František Hnilička, Ph.D.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Bachelor programme:
Food and Nutrition