Phytoremediation of uranium-contaminated soil by perennial ryegrass (Lolium perenne L.) enhanced with citric acid application

Abstract Perennial ryegrass (Lolium perenne L.) was planted in uranium-contaminated soil mixture (river sand and vermiculite mixed with equal volume ratio) supplemented with different amounts of citric acid (0, 1, 5, and 10 mmol/kg) and divided into 4 treatments (Con+0, Con+1, Con+5, and Con+10) to investigate the effects of citric acid concentrations on the remediation efficiency and enhanced mechanism of perennial ryegrass in the lab. The uranium content in the plant tissues showed that the roots were the predominant tissue for uranium accumulation, and the subcellular distributions of uranium in the root cells was in the order: cell wall fraction > cytosol fraction > organelle fraction. However, in the shoot cells the order was cell wall fraction > organelle fraction > cytosol fraction. In this study, the optimal concentration of citric acid added was 5 mmol/kg, and the removal efficiency of U in the shoots and roots increased by 47.37% and 30.10% respectively. The treatment with 5 mmol/kg citric acid had the highest contents of photosynthetic pigment and soluble protein, the highest activity of antioxidant enzymes, and the lowest content of MDA (malondialdehyde) and relative electrical conductivity. Moreover, the damage to the cell ultrastructure of perennial ryegrass observed by TEM (transmission electron microscope) was significantly alleviated when 5 mmol/kg citric acid was added. All results indicate that perennial ryegrass can accumulate uranium with elevated uranium tolerance and enrichment ability when 5 mmol/kg citric acid is added under uranium stress. These results suggest that citric acid has significant effects on improving the uranium phytoremediation potential of perennial ryegrass.

Download Full-text

Effect of bacterial fertilizers on the properties of a pseudomyceliar chernozem soil and on the biomass of perennial ryegrass (Lolium perenne L.)

Agrokémia és Talajtan ◽

10.1556/agrokem.60.2011.1.16 ◽

2011 ◽

Vol 60 (1) ◽

pp. 219-232 ◽

Cited By ~ 1

Author(s):

Anita Jakab ◽

János Kátai ◽

Magdolna Tállai ◽

Andrea Balláné Kovács

Keyword(s):

Lolium Perenne ◽

Perennial Ryegrass ◽

Chernozem Soil ◽

Lolium Perenne L

A tenyészedényes kísérletünket a DE AGTC MÉK Agrokémiai és Talajtani Intézet tenyészházában állítottuk be 2010. május 27-én. A kísérletben Debrecen-Látókép környékéről származó mészlepedékes csernozjom vályogtalajt alkalmaztunk, amely az alábbi jellemzőkkel rendelkezett: KA: 37,5; leiszapolható rész: 51%; pH(KCl): 5,5; pH(H2O): 6,6; Hu%: 2,8; AL-P2O5: 140 mg·kg-1; AL-K2O: 316,3 mg·kg-1. Az adatok alapján a kísérleti talaj gyengén savanyú, vályog kötöttségű, közepes nitrogén- és foszfor-, valamint jó kálium-ellátottsággal rendelkezett. A kísérletben kontroll-, műtrágya-, valamint szalmakezelést alkalmaztunk, melyeket bizonyos kombinációkban három különböző baktériumkészítménnyel (Bactofil A, EM-1, Microbion UNC) egészítettünk ki. A kísérletet három ismétlésben véletlenblokk elrendezésben állítottuk be. A tesztnövény angolperje (Lolium perenneL.) volt. A kísérlet kezdetétől számított 8. héten a talaj-, valamint a növényminták begyűjtésére került sor. Meghatároztuk a növényminták száraztömegét, a növény foszfor- és káliumtartalmát, valamint a talajminták nitrát-, valamint AL-oldható foszfor- és káliumtartalmát. Eredményeink alapján főbb megállapításaink a következők: – Az angolperje száraztömegét a műtrágyakezelés szignifikánsan növelte. A hatás a tápelem-ellátottság javulásával magyarázható. – A növény foszforkoncentrációja a műtrágyázás következtében csökkent, amelyet a hígulási effektussal magyarázhatunk. – A növény káliumkoncentrációját a műtrágya-, valamint a műtrágya+baktériumtrágya kezelések szignifikánsan serkentették. – A talaj nitráttartalma szignifikánsan növekedett a műtrágyakezelés kivételével minden kezelésben. – A talaj AL-P2O5-tartalma az NPK-műtrágyázás és az EM-1 kezelés következtében statisztikailag igazolható mértékben megnövekedett, míg az AL-K2O-tartalom kizárólag a szalmakezelés hatására nőtt. A baktériumkészítmények önmagukban alkalmazva általában nem eredményeztek jelentős változást a vizsgált paraméterekben, azonban a készítmények szerves/ásványi anyagokkal kombinált adagolása esetében különböző mértékben befolyásolták a vizsgált mutatókat.

Download Full-text

The effect of biological additives on the composition and nutritive value of silage

Proceedings of the British Society of Animal Production (1972) ◽

10.1017/s030822960001919x ◽

1990 ◽

Vol 1990 ◽

pp. 139-139

Author(s):

M Gonzalez Yanez ◽

R Mcginn ◽

D H Anderson ◽

A R Henderson ◽

P Phillips

Keyword(s):

Cell Wall ◽

Lactic Acid ◽

Lactic Acid Bacteria ◽

Lolium Perenne ◽

Perennial Ryegrass ◽

Nutritive Value ◽

Enzyme System ◽

Lolium Perenne L ◽

Grass Silage ◽

Forage Harvester

It Is claimed that the use of the correct enzyme system as an additive on grass silage will satisfactorily control the fermentation and reduce the cell-wall fibre content, thus preserving the nutrients In the silage and aiding their utilisation by the animal (Henderson and McDonald, 1977; Huhtanen et al, 1985; Raurama et al, 1987; Chamberlain and Robertson, 1989; Gordon, 1989;).The aim of the present experiment was to assess the effect of biological additives, enzymes or a combination of enzymes with an Inoculum of lactic acid bacteria, on the composition of silage and on its nutritive value when offered to store lambs as the sole constituent of their diet.On 1st June 1988, first cut perennial ryegrass (Lolium perenne L) at pre-ear emergence was ensiled direct cut untreated (U), treated with a commercial enzyme (E) or with a commercial inoculum of lactic acid bacteria with enzymes (I) in 6t capacity bunker silos. The grass was cut with a mower and lifted with a New Holland precision chop forage harvester. The additives were pumped onto the grass using a dribble bar sited over the pick-up drum.

Download Full-text