Pobieranie przez koniczynę kobaltu z kompleksowych związków metaloorganicznych powstających w procesie tlenowej i beztlenowej fermentacji lucerny

R O C Z N IK I G L E B O Z N A W C Z E T. X X V , D O D A T E K , W A R S Z A W A 1974

M A R IA P IO T R O W S K A

U P T A K E OF C O B A L T B Y R ED C L O V E R F R O M C O -A E R O B IC A N D C O -A N A E R O B IC L U C E R N E D E C O M P O S IT IO N S O L U T IO N S

Trace Elem ent Laboratory

Institute Soil Science and P lan t Cultivation, P u ław y

The synthetic complexes of heavy metals with organic compounds have been used in plant nutrition for several years and relatively much data about their usefulness w as collected. In contrary to chelates, effec- tivenes of naturally formed organic-metal complexes has not, as yet, widely investigated.

The subject of study reported here is uptake b y plants of the organic metal complexes formed during the process of aerobic and anaerobic fermentations of a w et mixture composed of dry lucerne material and heavy metal oxides [3, 10]. Under aerobic conditions a large proportion of formed complexes is in colloidal form, in opposite to anaerobic con­ ditions, where most of that compounds are in true solution. Both sorts of organic-metal complexes are readily soluble in water. More details about the methods of fermentation, as w ell as about some properties of complexed compounds w ere given earlier by B l o o m f i e l d and co- -w erks [3, 4, 10].

The results received by Bloomfield from the trial with complexed forms of manganese [3] and by P i o t r o w s k a with complexed forms of copper and zinc [12] have shown that their activity, compared with mineral salts, was changeable, depedently on their properties and sort of a growth medium.

The present study of effectiveness of cobalt-organic complexes was made in order to get some information about their uptake by clover grown in sand and nutrient cultures.

M A T E R IA L S A N D M ETH O D S SAN D CULTURE

The experiment was conducted in glasshouse, using as a test plant red clover Trifolium pratense v. Hruszowska. Fifteen seeds germinated

and inoculated with Rhizobium were placed in plastic pots containning 1,5 kg o f acid washed quartz sand. The num'ber of plants w as later reduced to a dozen.

The plants w ere watered by deionized water to a constant weight. During the first weeks the macronutrients and micronutrients (without cobalt) were applied in Am on-H oagland and Hewitt solutions. A fter one month the nitrogen, potassium and phosphorus w ere added as mineral salts in following amounts: N-50, K-75, P-25 mg per pot.

The various forms of cobalt w ere introduced after the first harvest of plants. The experiment comprised the following combinations:

— Co-aerobic lucerne decomposition solution (where complexed forms are mostly in colloidal dispersion),

— Co-anaerobic lucerne decomposition solution (where complexed forms are mainly in true solution),

— Co-mineral salt (C o S 0 4 ■ 7H20), — Control— without cobalt.

A ll the forms of cobalt w ere applied every week in the following rates: 7,5 |ig per pot (the first level of nutrition) and 15 fig per pot (the second level of nutrition). The additional amounts of potassium (35 mg/pot) and phosphorus (20 mg/pot) w ere also introduced.

T a b l e 1 T a b l e ;

Content of cobalt of clover grown Content of cobalt of clover grown in sand culture* mean of 5 pots in ppm in nutrient culture: mean of 5 pots in ppm

Level of Co nutri­ tion Co-aerobic solution Co-anaerobic solution CaSO^ Co­ mineral salt Control No Co

Top part of plants

I 0,370 0,2C0 0,170 0,07 II 1,370 0,860 0,570 0,08 Roots I 2,997 2,590 1,626 0,29 II 9,971 7,554 4,910 0,33 Level of Co nutri­ tion Co-aerobic solution Co-anaerobic solution CeS04 Co­ mineral salt Control No Co

Top part of plants I 0,880 1,190 1,290 0,100 II 1,300 2,990 2,050 0,100

Roots

I 12,670 14,00 12,83 1,83 II 16,820 24,16 23,87 1,90

One week before harvest of clover the rates of cobalt w ere increased ten times for each level of nutrition. A t the beginning of flowering the clover was cut and samples of the aerial parts and roots w ere separately analysed for cobalt content. The determination of cobalt content was completed b y standart method.

Uptake of cobalt by red clover... 159

N U T R IE N T C U L T U R E

This trial was also conducted in glasshouse with the same variety of clover. The plants w ere grown in plastic pots containing 800 ml of A m o n and Hoagland solution. The micronutrients (without cobalt) were added accordingly to Hewitt. Iron was introduced as a citric salt in the dose of 1 ml of 1% solution. Every week the nutrient solution was chan­ ged and losses of liquid during plant growth w ere adjusted b y the fresh portion of redestilled water.

There w ere investigated the same forms of cobalt as in the previous trial in sand culture. The rates of cobalt for the first level of nutrition were 5 jig per liter every w eek and in the second level of nutrition 10 f^g per pot. The last doses of cobalt supply w ere ten times greater.

R E S U L T S A N D D IS C U S S IO N

The results presented in tables 1 and 2 have shown that there w ere significant differences between the treatments in cobalt concentration in plants. However, the effectiveness of applied cobalt forms w ere chan­ geable, depending mainly on the growth medium of plants.

In sand culture the highest concentration of cobalt was found in clover supplied with the Co-aerObic solution. The other forms of cobalt in that medium, especially the ionic form, w ere much less effective as the source of that nutrient. There w ere also noticed that the content of cobalt in tops increased in the same order as in roots: Co^aerobic so lu tio n > C o - -anaerobic>C o-m ineral salt.

In opposite to sand culture, the Co-aerobic solution was much less effective for clover grown 'in nutrient culture. In this medium the best source of cobalt was the Co-anaerobic solution but its effectiveness was very similar to cobalt in the form o f mineral salt. However, the concen­ tration of cobalt in the clover roots grow n in water culture indicated that Co-aerobic form w as taiken up by roots in the same degree like from the ionic form of cobalt. Therefore it is evident, that in this case some cobalt was accumulated in roots and was not transfered to the tops.

The results concerning the effectiveness o f various forms of cobalt in sand culture are in general agreement with those found b y the other authors w ho have stated the better activity of complexed forms of nutrients including cobalt in porous media [1, 6, 7, 9, 13]. The different behaviour of both complexed forms of cobalt in the same medium may b e explained by their specific properties like state of dispersion [3, 10] as w ell as by the difference in the strenght o f cobalt binding b y organic compounds. A s the recent study of Bloomfield and

Kelso (personal comunication) has indicated the complexed form of cobalt-aerobic solution is relatively w eak bound by organic matter and in certain conditions may be quite easily changeable by other cations.

The smaller (or equal) effectiveness of complexed forms of heavy metals than that of their ionic forms in nutrient culture was shown earlier by De K o c k and M i t c h e l l for cobalt [5] and by P i o t г о w - s к a [

12

First level of Co nutrition Sand culture —--- — Nutrient culture

П 10 jff _ Q _ ____U Iff ¥ Л Iff F=l w 36 - 28 ■ ^ 20- 12

Ч-Second level o f Co nutrition

// // '/ / // // ’//. /// V/' п Ш w I Co/aerobic solution Л Co/anaerobic solution

V\

Fig. Uptake of Co by red clover in ug

It was also found in earlier trials w ith zink [

12

Uptake of cobalt by red clover... ₁₆₁

tops are concerned. Some other authors have also reported that deter­ mination of heavy metals in plant roots may be a useful indicator of the uptake and translocation of those elements in plants [2, 8, 11]. No doubt, the chemical analysis of plant roots is tedious and to some extent have to be treated reasonably because of the eventual mistakes.

The obtained results have indicated that the importance of the natural complexed forms of the heavy metals in plant nutrition involves much difficulties. It depends not only on the nature of those compounds, what are as yet not w ell learned, but also on the kind of growth medium and on the plant species. Therefore the given experiment should be treated as preliminary investigations. To elucidate the problem the further studies are needed.

The Author thanks D r C. Bloomfield, Rothamsted Experimental Sta­ tion, England, for the Co-aerobic and Co-anaerobic solutions and for his valuable comments.

Mrs. K. Wiącek is thanked for her analytical assistance.

REFERENCES

[1] A b d u l a L., S m i t h M. S.: Influence of chelating agents on the concentration of some nutrients for plant grow in g in soil under acid and alkaline conditions. J. Sei. Food and Agric. 14, 1963, 98-109.

[2] A n t o n o v i c s J., B r a d s h a w A. D.: H eavy metals in plants. A dv. in Ecological Research, 7, 1971, 1-85.

[3] B l o o m f i e l d C.: M obilisation and fixa tion of iron and trace elements by aerobically decomposing plant matter. Chem. and Ind. 1969, 1933-1934. [4] B l o o m f i e l d C., K e l s o W. I., P i o t r o w s k a M.: The m obilisation of

trace elements by aerobically decomposing plant m aterial under simulated soil conditions. Chem. and Ind. 1971. 59-61.

[5] De K o c k P. C., M i t c h e l l R. L.: Uptake of chelated metals by plants. Soil Sei. 84, 1957, 1, 55-62.

[6] G e e r i n g H. R., H o d g s o n J. F.: M icronutrient cation complexes in soil solution: 111. Characterization of soil solution ligands and their complexes with Z n + + and C u ++. Soil Sei. Soc. Am . Proc. 33, 1969, 54-59.

[7] H o d g s o n J. F.: Contribution of m etal-organic com plexing agents to the transport of m etal to roots. Soil Sei. Soc. Am . Proc. 33, 1969, 68-74.

[8] K a b a t a - P e n d i a s A., W i ą c e k K .: E ffe c t of high concentration of copper on its accumulation by grass (in press).

[9] K u l i k o w N. W., T i m o f i e j e w a N. A .: N akoplenije kobalta rastieniam i v zawisim ośti ot sodierżanija i form y je v o sojedinienji v poczwie. Poczw ow . 4, 1965, 70-74.

[10] N g S i e w К е е , B l o o m f i e l d C.: The solution of some m inor elem ent oxides by decomposing plant materials. Geochim. Cosmochim. A cta 24, 1961, 206-225.

[11] P e t e r s o n P. J.: Unusual accumulation of elements by plants and animals. Sei Prog., O xf. 59, 1971, 505-526.

[12] P i o t r o w s k a M.: Uptake copper and zinc by tomato plant from Cu, and Zn-aerobic and Cu, Zn-anaerobic lucerne decomposition solutions. Rocz. glebozn. 1973 (in press).

[13] G r e i n e r t H.: Rola czynników kształtujących rozpuszczalność i przysw ajał - ność kobaltu w glebie murszastej. Rocz. glebozn. 23. 1972, 2, 57-62.

м. П Ё Т РО В С К А У С В А И В А Н И Е К Л Е В Е Р О М К О Б А Л Ь Т А И З К О М П Л Е К С Н Ы Х М Е Т А Л Л О О Р Г А Н И Ч Е С К И Х СО ЕД И Н ЕН И Й О Б Р А З У Ю Щ И Х С Я В П РО Ц ЕС С Е А Э Р О Б Н О ГО И А Н А Э Р О Б Н О Г О С Б Р А Ж И В А Н И Я Л Ю Ц Е Р Н Ы Лаборатория микроэлементов Отдела химии почв и питания растений Института агротехники, удобрения и почвоведения в П улав ах Р е з ю м е В продолж ении исследований по эффективности в питании растений есте­ ственных м еталло-органических комплексов, получаем ы х по методу Б лум - ф ильда, б ы л проведен очередной опыт с комплексными соединениями кобальта и с клевером красным возделываемым в песчаных и водных культурах. В опыте применяли следую щ ие формы кобальта: — комплексную ф орму образую щ ую ся в процессе аэробного сбраживания, — комплексную форму образую щ ую ся в процессе анаэробного сбраживания, — минеральную соль кобальта — C0S4 • 7НОг. Оба вида ком плексны х соединений кобальта легко растворимы в воде, однако разнятся степенью разм ельчения и силой связывания м еталла органи­ ческой частицей. К ом плексны е соединения кобальта образую щиеся в процессе аэробного сбраживания выступают главным образом в коллоидном разм ель­ чении, а связанный органическим веществом м еталл может в известны х у с л о ­ виях легко замещатся другими металлами. Ком плексны е соединения кобальта образующиеся в процессе анаэробного разлож ения люцерны являю тся разм ель­ чением действительного раствора, а связь металл-органическое вещество по всей вероятности довольно сильная. В одном опыте отдельны е формы кобальта вносили на клевер возделы ва­ емый в песчаных к ультурах, а в другом — на клевер возделы ваемы й в вод­ ны х культурах. К оба льт давали растениям раз в неделю в количестве 5 мг (первый уровень удобрения) и 10 мг (второй уровень удобрения) на килограмм или литр питательной среды. Дозы кобальта увеличивали десятикратно на не- нелю до уборки растений. Растения срезы вали в период цветения. Содерж а­ ние кобальта определяли отдельно в надземных частях и отдельно в корнях, при применении стандартного колориметрического метода. П олучен ны е результаты показали, что применение отдельны х форм и доз кобальта в питании растений клевера способствовало четкой дифференциации концентраций этого элемента как в надземных частях так и в корнях растений. Эфф ективность отдельны х форм кобальта бы ла различной, в зависимости от вида субстрата на котором возделы вали клевер. В песчаных к ульту р а х расте­ ния усваивали наибольш ие количества кобальта из комплексной формы этого

U p ta k e of cobalt by red clover... ₁₆₃ элемента образующейся в процессе аэробного сбраживания, тогда как в водных к у л ьту р а х более эффективной бы ла комплексная форма кобальта образую ­ щ аяся в процессе анаэробного сбраживания а такж е минеральная соль ко­ бальта. Химический анализ корней клевера показал, однако, что комплексная форма кобальта образую щ аяся в процессе аэробного сбраживания усваивалась в почти равной степени с остальными формами, но кобальт в данном случае не поступал в надземные части растения. Это показывает, что определение тя ж ел ы х металлов в корнях растений дает более полную картину усваиявания и транспорта этих элементов в растении. Изменчивое воздействие обеих ком плексны х форм кобальта в отдельны х субстратах и ф азах роста возделы ваемы х растений можно объяснять р азли ­ чиями в состоянии их размельчения равно как и в силе связывания кобальта органическим веществом. П олучен ны е результаты показали, что усваивание растениями естественных ком плексны х соединений т я ж елы х м еталлов является слож ны м процессом. Он обусловлен не только свойствами этих соединений, о которы х мы ещ е слишком мало знаем, но и видом субстрата для возделы вания растений и вида данного растения. Представленны е результаты исследований можно таким образом рассма­ тривать как предварительные, поскольку более точное изучение проблемы н у ж ­ дается в дальнейш их подробных исследованиях. М. P IO T R O W S K A

P R É L È V E M E N T B U C O B A L T P A R LE T R È F L E DES COM POSÉS C O M P L E X E S M É T A L O -O R G A N IQ U E S EN CO NSÉQ UENCE DES PRO CESSU S

DE L A F E R M E N T A T IO N A É R O B IQ U E ET A N A É R O B IQ U E DE L A LU Z È R N E Laboratoire de M icroélém ents,

Institut de la Chim ie de Sols et de la Fertilisation des Plantes IU N G à Pu ław y

R é s u m é

En continuant les recherches sur l ’effica cité dans Talimentation des plantes des complexes naturels m étalo-organiques obtenus par la méthode de B loom field on a fa it Texpérim ent suivant avec des composés complexes de cobalt et avec du trèfle vio let planté sur des cultures sablonneuses et aqueuses.

Dans ces experim ents on a appliqué des form es du cobalt suivants:

— la form e com plexe du cobalt résultant du processus de la ferm entation aérobique,

— la form e com plexe du cobalt résultant du processus de la ferm entation anaé- robique,

— le sol m inéral C0SO4 • 7H20.

Les deux types de combinaisons com plexes du cobalt sont facilem en t solubles dans l ’eau, mais se distinguent par le degré de la dispersion et par la force de la liaison du m étal par la particule organique.

Les composés complexes du cobalt provenant du processus en form e de la dispersion apparaissent surtout comme dans la dispersion coloïdale et le m étal lié avec la substance organique peut dans certaines conditions être assez facilem en t échangé par d’autres métaux. Des composés complexes du cobalt qui se form ent au cours* du processus de la décomposition anaérobique de la luzerne sont dans l ’état de dispersion de la solution réale et la liaison métal-substance est p ro ­ bablement assez forte.

Dans l ’un des experim ents on a alim enté avec des formes particulières du cobalt le trèfle planté sur des cultures sablonneuses, dans l ’autre — le trèfle planté sur des cultures aqueuses.

On a alim enté des plantes avec du cobalt chaque semaine en quantité de 5 ug/kg ou d’un litre de substance nutritive — c’était le prem ier niveau de la fertilisation, et 10 ug/kg — second niveau de la fertilisation.

Une semaine avant la récolte des plantes les doses du cobalt ont été augm en­ tées dix fois. Les plantes ont été coupées à la période de la floraison.

On a désigné séparément le contenu du cobalt dans des parties aériennes et dans les racines en y appliquant la méthode standarisée colorim etrique.

En vertu des résultats obtenus on a constaté que l ’application de form es p ar­ ticulières et de doses du cobalt dans l ’alim entation du trèfle avait contribué à la d ifférentiation des concentrations de cette substance dans les parties aériennes ainsi que dans les racines des plantes.

L ’efficacité des form es particulières du cobalt a été variable selon le type de m ilieu dans lequel on avait planté le trèfle.

Dans les cultures sablonneuses les plantes on absorbé le plus du cobalt d’une form e com plexe de cet élément, obtenue dans le processus de la ferm entation aérobique. Dans les cultures aqueuses c’est la form e com plexe du cobalt obtenue dans le processus de la ferm entation anaérobique le sol m inéral qui ont été plus efficace. L ’analyse chimique des racines de trèfle a démontré cependant que la form e com plexe du cobalt obtenue pendant la ferm entation aérobique a été ab­ sorbée presque au m êm e degré que les autres, mais le cobalt n’a pas été trans­ porté aux parties aériennes des plantes supraterrestres.

Cela démontré que la désignation des m étaux lourds dans les racines des plantes donne un tableau plus précis de l ’absorbtion et du déplacement de ces éléments dans les plantes.

L ’action variable des deux form es com plexes du cobalt dans des m ilieu x particuliers de l ’accroissement des plantes peut être expliquée par des différences dans leur état de dispersion et aussi par celle dans la force de la liaison du cobalt par la substance organique.

Les résultats obtenus ont démontré que l ’absorbtion par les plantes des com ­ posés naturelles complexes de m étaux lourds est un processus compliqué. E lle ne dépend pas seulement des propriétés de ces composés que nous connaissons peu, mais aussi du base de m ilieu pour la culture des plantes et de la sorte de la plante.

Des résultats présentés des recherches doivent donc être traités comme p ré li­ minaires, car l'explication plus précise de ce problèm e exige plus de recherches détaillées.

Uptake of cobalt by red clover.., 165

M. P IO T R O W S K A

K O B A L T A U F N A H M E D U R C H D A S K L E E A U S D EN IM PR O ZE S S DER A E R O B E N U N D A N A E R O B E N F E R M E N T A T IO N E N T S T A N D E N E N

M E T A L L O O R G A N IS C H E N K O M P L E X V E R B IN D U N G E N

Laboratorium fü r Spurenelemente, A bteilu ng Bodenchemie und Pflanzenernährung des Institutes fü r Ackerbau, Düngung und Bodenkunde in P u ław y

Z u s a m m e n f a s s u n g

In der Fortsetzung der Untersuchungen über die E ffe k tiv itä t in der P fla n ­ zenernährung von natürlichen m etallo-organischen Kom plexen, die nach der

Methode von B loom field erhalten werden, w aren w eitere Versuche m it den kom ­ plexen Kobaltverbindungen und dem in den Sand und Wasserkulturen angebauten R otklee geführt.

In den Versuchen waren folgende K obaltform en angewandt:

— K om plexverbindungen entstanden im Prozess aerober Fermentation, — K om plexverbindungen entstanden im Prozess anaerober Fermentation, — K obalt-M ineralsalz — C0SO4 • 7H20.

Beide A rten der K ob alt— Kom plexverbindungen sind leicht wasserlöslich, a lle r­ dings sie weisen unterschiedlichen Dispersionsgrad und unterschiedliche K ra ft der M etallbindung m it den organischen Teilchen auf. K om p lexe Kobaltverbindungen, entstanden im Prozess der aeroben Fermentation, treten hauptsächlich in der K o llo i­ daldispersion auf und der durch den organischen S to ff bindende M etall kann, in gewissen Bedingungen, verhältnismässing leicht durch andere M etallen ersetzt werden.

K om p lexe Kobaltverbindungen, entstanden im Prozess der anaeroben L u ­ zernezersetzung, stellen die Dispersion der w irklichen Lösung dar, während die M etall-S toffbin du n g wahrscheinlich ziem lich stark sei.

In einem Versuch waren einzelne K obaltform en auf das in den Sandkulturen angebauten K lee, im anderen — auf das in den Wasserkulturen angebauten K lee eingebracht. K obalt w ar den Pflanzen jede W oche in der M enge von 5 ,ug (das erste Düngungsniveau) bzw. 10 ug (das zw eite Dungungsniveau) je K ilogram m bzw. L ite r Nährlösung gegeben. Die Kobaltgaben waren eine Woche vor der Ernte verzehnfacht. Die Pflanzen waren in der Blütezeit geschnitten. Der K obaltgehalt w a r separat in den oberirdischen Pflanzenteilen und separat in den W urzeln nach der kolorim etrischen Standartmethode bestimmt.

A u f Grund der erhaltenen Ergebnisse wurde festgestellt, dass die Anwendung einzelner K obaltform en und -gaben in der Kleedüngung zur deutlichen D iffe re n ­ zierung der Konzentration dieses Elements sowohl in oberirdischen Pflanzenzeilen als auch in den W urzeln beitrug. Die E ffe k tiv itä t einzelner K obaltform en w ar veränderlich, je nach dem Substrat auf welchem das K le e angebaut wurde. In den Sandkulturen nahmen die Pflanzen höchste K obaltm enge aus Kom plexverbindungen, entstanden im Prozess der aeroben Ferm entation auf, während in den W asser­ kulturen, die im Prozess der anaeroben Ferm entation erhaltene K ob altform sowie der K ob alt— M ineralsalz e ffe k tiv e r waren.

Die chemische Analyse von K leew u rzeln zeigte dennoch, dass die Kobalt- -Kom plexverbindungen, entstanden im Prozess der aeroben Ferm entation, fast in derselben M enge w ie die übrigen Form en aufgenommen waren, w obei aber K obalt in die oberirdischen P flan zen teile nicht transportiert wurde. Dies zeigt, dass die

Erm ittlung von schweren M etallen in den Pflanzenw u rzeln einen vollkom m eneren Bild der Aufnahm e und des Transports dieser Elem ente in den Pflanzen gäbe.

Die unterschiedliche W irkung beider K obalt-K om plexverbin du n gen in ein ­ zelnen Substraten des Pflanzenbaus und einzelnen Pflanzenwuchsstadien kann m it den D ifferenzen im Dispersionszustand derselben sowie m it der K obaltsbin ­ dungsstärke durch den organischen S to ff erklärt werden.

Die erhaltenen Ergebnisse haben gezeigt, dass die Aufnahm e durch die Pflanzen natürlicher Schw erm etall-K om plexverbindungen ein kom plizierter Prozess sei. Sie hängt nicht nur von den Eigenschaften dieser Verbindungen, über welche w ir bisher noch zu w enig wissen, sondern auch von der Substratart fü r den Anbau der Pflan zen sowie von der A rt der gegebenen Pflanze. Die dargestellten U n ter­ suchungsergebnisse sollen daher als Einleitungsergebnisse betrachtet werden, da fü r eine genauere Erklärung dieses Problem s w eitere ausführliche Untersuchungen nötig seien.

M. P IO T R O W S K A

P O B IE R A N IE P R Z E Z K O N IC Z Y N Ę K O B A L T U Z K O M P L E K S O W Y C H Z W IĄ Z K Ó W M E T A L O O R G A N IC Z N Y C H P O W S T A J Ą C Y C H W PR O C E S IE TLE N O W E J

I B E Z T LE N O W E J F E R M E N T A C J I L U C E R N Y

Laboratorium M ikroelem entów Zakładu Chem ii Gleb i Nawożenia Roślin IU N G w Puławach

S t r e s z c z e n i e

Kontynuując badania nad efektywnością w żyw ieniu roślin naturalnych kom ­ pleksów metaloorganicznych, otrzym yw anych metodą Bloom fielda, przeprowadzono następne doświadczenia z kom pleksowym i zw iązkam i kobaltu i z koniczyną czer­ woną, uprawnianą w kulturach piaskow7ych i wodnych.

W doświadczeniach zastosowano następujące form y kobaltu:

— kompleksową form ę kobaltu, powstającą w procesie ferm entacji tlenow ej, — kompleksową form ę kobaltu powstającą w procesie ferm en tacji beztlenow ej, — sól mineralną — C0SO4 • 7H20.

Oba rodzaje zw iązków kom pleksowych kobaltu są łatwo rozpuszczalne w w o ­ dzie, lecz różnią się stopniem rozdrobnienia oraz siłą w iązania m etalu przez cząstkę organiczną. Kom pleksow e zw iązki kobaltu powstające w procesie ferm entacji tle ­ nowej występują głów nie w rozdrobnieniu koloidalnym, a zw iązany przez sub­ stancję organiczną m etal może być w pewnych warunkach stosunkowo łatwo w y ­ m ieniany przez inne metale. Kom pleksow e zw iązki kobaltu powstające w procesie beztlenow ego rozkładu lucerny tworzą roztw ór rzeczywisty, a w iązanie m etal-sub- stancja jest prawdopodobnie dość silne.

W jednym doświadczeniu poszczególne form y kobaltu podawano koniczynie uprawianej w kulturach piaskowych, a wT drugim — koniczynie uprawianej w k u l­ turach wodnych. K obalt podawano roślinom co tydzień w ilości 5 uglkg lub litr pożyw ki — pierw szy poziom nawożenia oraz 10 u g — drugi poziom nawożenia. D aw ki kobaltu na tydzień przed sprzętem roślin zostały zwiększone dziesięciokrotnie. R ośli­ ny ścinano w okresie kwitnienia. Zawartość kobaltu oznaczano oddzielnie w częś­ ciach nadziemnych oraz w korzeniach, stosując standardową metodę kolorym e­ tryczną.

Na podstawie otrzym anych w yn ik ów stwierdzono, że zastosowanie poszczegól­ nych form i dawek kobaltu w żyw ieniu koniczyny przyczyniło się do w yraźn ego

Uptake of cobalt by red clover... ₁₆₇

zróżnicowania stężeń tego pierwiastka zarówno w częściach nadziemnych, jak i w korzeniach roślin. Efektyw ność poszczególnych form kobaltu była zmienna, zależnie od rodzaju podłoża, na którym uprawiano koniczynę. W kulturach pias­ kowych rośliny pobrały najw ięcej kobaltu z kom pleksowej form y tego pierwiastka, otrzym anej w procesie ferm entacji tlenowej. Natom iast wł kulturach wodnych b a r­ dziej efek tyw n e były form a kom pleksowa kobaltu otrzymana w procesie ferm en ­ tacji beztlenow ej oraz sól mineralna. Analiza chemiczna korzeni koniczyny w y k a ­ zała jednak, że form a kom pleksowa kobaltu z ferm entacji tlenow ej była pobierana praw ie w rów nym stopniu jak pozostałe, ale kobalt nie był przenoszony do części nadziemnych roślin. W skazuje to, że oznaczanie m etali ciężkich w korzeniach roślin daje pełniejszy obraz pobierania i przenoszenia tych pierw iastków w roślinach.

Zm ienne działanie obu form kom pleksowych kobaltu w poszczególnych p odło­ żach wzrostu roślin może być wytłum aczone różnicam i w ich stanie rozdrobnienia oraz w sile wiązania kobaltu przez substancję organiczną.

Otrzym ane w yn ik i w ykazały, że pobieranie przez rośliny naturalnych kom ple­ ksowych zw iązków m etali ciężkich jest procesem złożonym. Zależy ono nie tylko od właściwości tych zw iązków , o których jak dotąd m am y jeszcze zbyt m ało w ia ­ domości, ale także od rodzaju podłoża dla uprawy roślin oraz od gatunku samej rośliny. Przedstaw ione w yn ik i badań powinny być zatem traktowane jako wstępne, gdyż dokładniejsze w yjaśnienie problemu w ym aga dalszych szczegółowych studiów.

D r M a ria P io t r o w s k a

L a b o r a to r iu m M ik r o e le m e n t ó w Z a k ła d u C h e m ii G le b i N a w o ż e n ia R o ś lin I U N G P u ła w y , O sada P a ła c o w a