Mineral nutrient and heavy metal concentrations of some orchid species in Turkey

Abstract

Objective: In this study, levels of mineral nutrients (N, P, K, Ca, Mg, S, Fe, Cu, Zn, Mn and B) and heavy metal (Co, Cr, Ni and Cd) in tuber of six orchids species were determined using standard analytical methods.

Materials and Methods: Orchis purpurea Huds. subsp. purpurea, Orchis provincialis Balb. ex Lam.& DC., Orchis coriophora L. subsp. coriophora, Ophrys oestifera M. Bieb. subsp. oestifera, Ophrys sphegodes Mill. subsp. caucasica (Woronow ex Grossheim) Soo,Orchis laxiflora subsp. laxiflora Lam were used as plant material in this study. The samples of orchid were collected from Bartın city at Black Sea region in Turkey and subjected to nutrient analysis.

Results: Average of macro element concentrations (N, P, K, Ca, Mg and S) of these selected plants were found 0,.86-1.97%; 0.14-0.23%; 1.16-3.38%; 1.01-1.24%; 0.09-0.20% and 0.12-0.18%, respectively. Microelement concentrations (Fe, Cu, Zn, Mn and B) were found 254-428 mg kg-1, 7.87-16.88 mg kg-1, 20-38 mg kg-1, 22-58 mg kg-1 and 14-39 mg kg-1, respectively. Also, heavy metal concentrations (Co, Cr, Ni and Cd) of the samples were determined 0.19-0.54 mg kg-1, 0.41-0.90 mg kg-1, 0.61-1.59 mg kg-1, 0.005-0.026 mg kg-1, respectively.

Conclusion: Concentration of mineral nutrients and heavy metal varied from plant to plant. Elemental analysis of the samples indicated that these selected orchid species contained appreciable levels of nutrient. Nutrient status of Orchis provincialis and Ophyrs oestifera were higher than those of other plants. These results suggest that the orchid species was rich in the investigated mineral nutrients, also heavy metal concentration was found to be at concentrations low the critical levels.

Keywords

• heavy metals
• mineral nutrient
• orchid species
• orchid tuber

Türkiye'deki bazı orkide türlerinin mineral besin elementi ve ağır metal konsantrasyonları

Öz

Amaç: Bu çalışmada, altı orkide türünün yumrusundaki mineral besin elementi (N, P, K, Ca, Mg, S, Fe, Cu, Zn, Mn ve B) ve ağır metal (Co, Cr, Ni ve Cd) seviyeleri standart analitik metotlar kullanılarak belirlenmiştir.

Materyal ve Yöntem: Bu çalışmada bitki materyali olarak Orchis purpurea Huds. subsp. purpurea, Orchis provincialis Balb. ex Lam.& DC., Orchis coriophora L. subsp. coriophora, Ophrys oestifera M. Bieb. subsp. oestifera, Ophrys sphegodes Mill. subsp. caucasica (Woronow ex Grossheim) Soo,Orchis laxiflora subsp. laxiflora Lam kullanılmıştır. Orkide örnekleri Türkiye'nin Karadeniz bölgesinde yer alan Bartın ilinden toplanarak element analizine tabi tutulmuştur.

Araştırma Bulguları: Seçilen bu bitkilerin, makro element konsantrasyonları (N, P, K, Ca, Mg ve S) ortalaması, sırasıyla % 0,86-1.97; % 0.14-0.23; % 1.16-3.38; % 1.01-1.24; % 0,17-0,47 ve % 0,12-0,18 olarak bulundu. Mikro element konsantrasyonları (Fe, Cu, Zn, Mn ve B) sırasıyla, 254-428 mg kg-1, 7.87-16.88 mg kg-1, 20-38 mg kg-1, 22-58 mg kg-1 ve 14-39 mg kg-1 olarak bulundu. Ayrıca numunelerin ağır metal konsantrasyonları, (Co, Cr, Ni ve Cd), sırasıyla, 0.19-0.54 mg kg-1, 0.41-0.90 mg kg-1, 0.61-1.59 mg kg-1, 0.005-0.026 mg kg-1 olarak belirlenmiştir.

Sonuç: Mineral besin elementleri ve ağır metal konsantrasyonu bitkiden bitkiye değişiklik göstermiştir. Element analizleri, seçilmiş orkide türlerinin kayda değer seviyelerde besin elementi içerdiğini göstermiştir. Orchis provincialis ve Ophyrs oestifera'nın besin elementi konsantrasyonu diğer bitkilerinkinden daha yüksek olarak saptanmıştır. Bu sonuçlar, orkide türlerinin incelenen mineral besinler açısından zengin olduğunu, ayrıca ağır metal konsantrasyonlarının kritik seviyelerin altındaki konsantrasyonlarda olduğunu göstermektedir.

Anahtar Kelimeler

• mineral besin elementi
• orkide türleri
• orkide yumrusu
• ağır metaller

Kaynakça

1. Baytop, T. 1999. Türkiye'de Bitkiler İle Tedavi (geçmişte ve bugün). Nobel Tıp Kitabevi, ISBN: 975-420-021-1, İstanbul.
2. Bolat, İ., Kara Ö. 2017. Bitki besin elementleri: Kaynakları, işlevleri, eksik ve fazlalıkları. Bartın Orman Fakültesi Dergisi, 19(1), 218-228.
3. Davis, P.H. 1965-1988. Flora of Turkey and the East Aegean Island. Vol: 1-10, Edinburgh: Ediburgh University Press.
4. Davis, P. H., 1965-1985. Flora of Turkey and East Aegean Islands, vol. 1-9. Edinburg University Press, Edinburgh.
5. Davis, P. H., Mill, R.R., Tan, K., 1988. Flora of Turkey and East Aegean Islands vol. 10 (suppl. 1). Edinburg University Press, Edinburgh.
6. Ergün, N., Yolcu, H., Karanlık, S., Dikkaya, E. 2010. Amanoslar’da (Hatay) yetişen bazı bitki türlerinde ağır metal birikimi ve mineral içerik üzerine bir çalışma. Research Journal of Biology Sciences, 3(2), 121-127.
7. Erzurumlu, G.S., Söğüt, Z. 2012. Doğu Akdeniz Bölgesi’nde Doğal Salep Türlerinin Saptanması Ve Mikorizaların Belirlenmesi Üzerine Araştırmalar. Türkiye 2. Orkide ve Salep Çalıştayı. ETAE Yayın No: 153, s 99-124
8. Esetlili, B. C., Pekcan, T., Çobanoğlu, Ö., Aydoğdu, E., Turan, S., Anac, D. 2014. Essential plant nutrients and heavy metals concentrations of some medicinal and aromatic plants.

9. Görmüş, S., Ergene, N. 2004. Magnezyumun klinik önemi. Genel tıp dergisi, 12(2), 69-75. Rout, G. R., Sahoo, S. 2015. Role of iron in plant growth and metabolism. Reviews in Agricultural Science, 3, 1-24.
10. Güner, A., Aslan, S., Ekim, T., Vural, M., Babaç, M.T. 2012. Checklist of the Turkish Plants (Vascular Plants). Publishing of Nezahat Gökyiğit Botanical Garden and Flora Researches Association. İstanbul.
11. Hürkan, K., Yüksel, M. B., Hürkan, Y. K., Demir, N. 2019. Determination of total phenolic and flavonoid contents, antioxidant and antimicrobial activities of some important salep orchids. Eskişehir Teknik Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi-C Yaşam Bilimleri ve Biyoteknoloji, 8(2), 191-202.
12. Kacar, B., İnal, A. 2010. Bitki analizleri. Nobel Yayın Dağıtım.
13. Kırlı, A., Korkmaz, K., Kara, Ş.M., Dede, Ö., Akgün, M. 2019. Effects of pre-storage calcium applications on physical and chemical attributes of potato. Akademik Ziraat Dergisi, 8(2), 313-318.
14. Korkmaz, K. Ibrikci, H. Karnez, E. Buyuk, G. Ryan, J. Ulger, A.C. Oguz H. 2009 Phosphorus Use Efficiency of Wheat Genotypes Grown in Calcareous Soils, Journal of Plant Nutrition, 32:12, 2094-2106,
15. Korkmaz, K., Kara, S. M., Ozkutlu, F., Gul, V. 2010. Monitoring of heavy metals and selected micronutrients in hempseeds from North-western Turkey. African Journal of Agricultural Research, 5(6), 463-467.
16. Korkmaz, K., Dede, Ö., Erdem, H., Çankaya, S., Akgün, M. 2015. Relationships between chemical and physical properties of soils and nutrient status of plants on yield of potato. Fresenius Environmental Bulletin 24, 4108-4113.
17. Laroche, V., Pellerin, S., Brouillet, L., 2012. White Fringed Orchid as İndicator of Sphagnum bog integrity. Ecological Indicators, 14 (1), 50-55
18. Okut, N. 2019. Van İlinden Seçilmiş Bazı Tıbbi Bitkilerin Ağır Metal İçerikleri. Iğdır Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 9(1), 533-544.
19. Özcan, M. M., Dursun, N., Juhaimi, F. A. 2013. Macro-and microelement contents of some legume seeds. Environmental monitoring and assessment, 185(11), 9295-9298.
20. Özkutlu, F., Korkmaz, K., Akgün, M., Ete, Ö. 2016. Magnezyum gübrelemesinin fındığın (Corylus avellana L.) verim ve bitki besin elementi içeriklerine etkisi. Ordu Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi, 6(2), 48-58.
21. Palaz, E. B., Yılmaz, C. H., Aytop, H., Büyükçıngıl, Y. 2018. Kahramanmaraş doğal florasında yetişen salep orkide bitkisinin mineral beslenme özellikleri ile yetiştiği toprakların bazı fiziksel ve kimyasal özelliklerinin incelenmesi. Türk Tarım ve Doğa Bilimleri Dergisi, 5(4), 537-544.
22. Petrova, S. 2011 Biomonitoring study of air pollution with Betula pendula Roth. Plovdiv, Bulgaria. Ecologia Balkanica, 3 (1), 1-10.
23. Rajan, J. P., Singh, K. B., Kumar, S., Mishra, R.K. 2014. Trace elements content in the selected medicinal plants traditionally used for curing skin diseases by the natives of Mizoram, India. Asian Pacific journal of tropical medicine, 7, S410-S414.
24. Sekeroglu N, Ozkutlu F, Kara SM, Ozguven M 2008. Determination of cadmium and selected micronutrients in commonly used and traded medicinal plants in Turkey. Journal of The science. of Food and Agriculture. 88: 86-90.
25. Sevilmis, U., Sevilmiş, D., Ölmez, Y.A., Aykanat, S., Özcan, O.B. 2020. Soyada Bitki Besleme ve Hastalıklarla Mücadele Yöntemi Olarak Yapraktan Mangan Uygulamaları. Ziraat Mühendisliği, (369), 4-21.
26. Singh, R. 2020. Calcium in plant biology: nutrient and second messenger. International Journal of Biological Innovations, 2(1), 31-35.
27. Tatiya, A., Kalaskar, M., Patil, Y., Surana, S. 2018. Chemical analysis, nutritional content and antioxidant property of Eulophia herbacea Lindl. tubers: a medicinally versatile Indian tribal nutritional food supplement.
28. Tekinşen, K.K., Güner, A. 2010. Chemical composition and physicochemical properties of tubera salep produced from some Orchidaceae species. Food Chemistry, 121(2), 468-471.
29. Tonguç, M., Şanlı, A., Karakurt, Y., Ünlü, H. 2017. Fasulyede Kükürt Uygulamalarının Verim ve Verim Öğeleri Üzerine Olan Etkilerinin Belirlenmesi. Bahçe Kültürleri Araştırma Enstitüsü Adına Sahibi, 44.
30. Yaldız, G., Şekeroğlu, N. 2013. Tıbbi ve aromatik bitkilerin bazı ağır metallere tepkisi. Turkish Journal of Scientific Reviews, 6(1), 80-84.
31. Yaman, K. 2012. Batı Karadeniz Bölgesinde Salep Ticaret Yapan Aracı-Komisyoncu Firmalar Hakkında Bir Araştırma: Kastamonu Ve Safranbolu Örneği, Türkiye 2. Orkide ve Salep Çalıştayı ETAE Yayın No: 153, s 11-23.
32. Yazıcı, D., Korkmaz, K. 2020. Karabuğday bitkisinde bor alınımı ve toksitesi üzerine potasyum uygulamalarının etkisi. Akademik Ziraat Dergisi, 9(1), 151-162.