The Effect of Zinc Application Doses to Bread and Durum Wheat on Cadmium Uptake

Ekmeklik ve Makarnalık Buğdaylara Uygulanan Çinko Dozlarının Kadmiyum Alımına Etkisi

Abstract

The purpose of this study was to investigate the effects of zinc application on Cd uptake of bread (Karacadağ) and durum (Harran-95) wheat growing in high Cd concentrations. Plants were grown under greenhouse conditions in Zn-deficient calcareous soil. The experiment was conducted in a randomized block design with four replicates. In the experiment, Cd was applied 0 (Cd0) and 10 (Cd10) mg kg -1 . The Zn application was 10 mg kg -1 Zn (soil+leaf) (10 mg kg -1 Zn + 3 applications from leaf; 10 mg kg -1 Zn + 8 applications from leaf). The Zn application was started at the end of the tillering stage in ZnSO 4 .7H 2 O form at 0.1% dose as 3 (3F) and 8 (8F) times of leaf application per a week. The plants were harvested at grain maturity stage and the Cd and Zn concentrations of grains were determined. The results revealed that Zn concentrations of both bread and durum wheat varieties were significantly increased with the soil Zn and soil+leaf Zn applications. The Cd accumulation in Harran-95 variety with soil Cd treatment was higher than that of Karacadağ variety. The Cd concentration (31 μg kg -1 ) in the control conditions of Karacadağ varieties increased to 3.616 μg kg -1 in Cd 10 conditions, which was 70 μg kg -1 in control conditions of Harran variety and increased to 8.434 μg kg -1 in Cd10 conditions. However, soil and leaf Zn applications have significantly reduced the grain Cd concentrations of durum wheat variety. Cadmium concentration in Harran-95 cultivar at Cd10 dose was 8.434 μg kg -1 before addition of Zn, and it was decreased to 6.464 μg kg -1 , to 7.932 μg kg -1 and to 6.745 μg kg -1 with Zn10, Zn10+3Y and Zn10+8Y applications, respectively. The results showed that the durum wheat variety removed higher Cd than the bread wheat variety. In addition, the decrease in grain Cd concentrations was the highest in durum wheat variety with the soil and leaf Zn applications.

Özet

Bu çalışmanın amacı, yüksek Cd konsantrasyonuna sahip toprağa çinko (Zn) uygulamaları ile ekmeklik ve makarnalık buğdayın Cd alımına olan etkisini araştırmaktır. Çalışma sera koşullarında Zn noksanlığına sahip kireç içeriği yüksek bir toprakta tesadüf blokları deneme desenine göre dört tekerrürlü olarak gerçekleştirilmiştir. Denemede Cd uygulamaları 0 (Cd 0) ve 10 (Cd10) mg kg -1 Cd dozlarında uygulanmıştır. Çinko uygulamaları ise topraktan 0 (Zn 0) ve 10 (Zn 10) mg kg -1 Zn ile toprak + yapraktan (Zn10+3Y; Zn10+8Y) olacak şekilde yapılmıştır. Yapraktan Zn uygulamalarına sapa kalkma döneminde başlanmış ve haftada 1 defa olmak üzere 3 ve 8 defa yapraktan %0,1 dozunda ZnSO 4 .7H 2 O uygulaması yapılmıştır. Bitkiler tane olgunluk döneminde hasat edilmiş ve tanelerde Zn ve Cd konsantrasyonları belirlenmiştir. Elde edilen sonuçlardan topraktan ve toprak+yapraktan Zn uygulamaları ile ekmeklik ve makarnalık buğdayların tane Zn konsantrasyonlarında önemli artışların olduğu görülmüştür. Toprağa Cd uygulaması ile Karacadağ çeşidine göre Harran-95 çeşidinin tanesinde daha fazla Cd birikimi olduğu görülmüştür. Karacadağ çeşidinin kontrol koşullarında 31 μg kg -1 olan Cd konsantrasyonu, Cd 10 koşullarında 3.616 μg kg -1 ’e, Harran çeşidinin ise 70 μg kg -1 tane Cd konsantrasyonu Cd10 koşullarında 8.434 μg kg -1 ’e yükseldiği görülmüştür. Bununla birlikte, toprak, toprak + yapraktan Zn uygulamaları, makarnalık buğday çeşitlerinin tane Cd konsantrasyonlarını önemli ölçüde azaltmıştır. Haran-95 çeşidinin Cd 10 koşullarında 8.434 μg kg -1 olan tane Cd konsantrasyonu, Zn10 koşullarında 6.464 μg kg -1 ’a, Zn10+3Y koşullarında 7.932 μg kg -1 ’a, Zn10+8Y koşullarında ise 6.745 μg kg -1 ’a düşmüştür. Sonuçlardan makarnalık buğday çeşidinin ekmeklik buğday çeşidine göre topraktan daha fazla Cd aldığı görülmüştür. Bunun yanında topraktan ve yapraktan Zn uygulamaları ile makarnalık buğday çeşidinin Cd alımında daha fazla azalma olduğu görülmüştür.