EFFECTS OF DIFFERENT CONCENTRATIONS OF Cu+, Mn+, AND Ni+ IONS ON GLYCINE MAX GERMINATION

Yıl 2024, Cilt: 7 Sayı: 2, 26 - 36, 31.12.2024

Çağan Akbaş

https://doi.org/10.37215/bilar.1422890

Öz

This study investigates the impact of varying concentrations of Cu+, Mn+, and Ni+ ions in sulfate salts on the germination and seed growth of soybeans (Glycine max). In regions with a high density of industrial complexes, agricultural lands often coexist with industrial activities, posing a risk to local food supplies and health. Wastewater from industrial centers, rich in heavy metals such as Cu, Ni, Pb, and Cr, can contaminate agricultural areas, affecting crops and seeds. This study explores the germination and growth of Glycine max seeds exposed to different concentrations (0.2 M, 0.1 M, and 0.05 M) of CuSO4, MnSO4, and NiSO4 salts. The study employs two-way ANOVA and regression analyses to assess the significance of solution types and concentrations on seed growth. The results indicate a strong negative correlation between increasing heavy metal concentrations and seed growth. However, no significant difference is observed among the effects of different metal ions. The study concludes that increased concentrations of Cu+, Mn+, and Ni+ ions in sulfate salts lead to a significant decrease in seed growth. The findings emphasize the potential risks of heavy metal contamination in agricultural practices and call for further research on the transfer of absorbed heavy metals in crops to human health.

Presented at Bilim Armonisi International Youth Congress on December 15th, 2023.

Anahtar Kelimeler

Soybeans, Glycine max, seed, growth, germination, copper sulfate, manganese sulfate, nickel sulfate, heavy metals, CuSO4, MnSO4, NiSO4

Cu+, Mn+, ve Ni+ İyonlarının Farklı Konsantrasyonlarının Glycine max (soya fasulyesi) Çimlenmesi Üzerindeki Etkileri

Öz

Bu çalışma, sülfat tuzları içindeki Cu+, Mn+ ve Ni+ iyonlarının değişen konsantrasyonlarının soya fasulyesi (Glycine max) tohumlarının çimlenme ve büyümesine olan etkisini araştırmaktadır. Yüksek sayıda endüstri komplekslerinin bulunduğu bölgelerdeki tarım arazileri yerel gıda kaynaklarına ve sağlığa risk oluşturur. Endüstri merkezlerinden gelen, Cu, Ni, Pb ve Cr gibi ağır metallerle kirlenen atık sular tarım alanlarını kirletebilir, bitkileri ve tohumları etkileyebilir. Bu çalışma, Glycine max tohumlarının farklı konsantrasyonlardaki (0.2 M, 0.1 M ve 0.05 M) CuSO4, MnSO4 ve NiSO4 tuzlarına maruz bırakıldığındaki çimlenmeleri ve büyümeleri üzerindeki etkilerini araştırmaktadır. Çalışma, çözelti türleri ve konsantrasyonlarının tohum büyümesi üzerindeki etkisininin istatiksel olarak değerlendirmek için iki yönlü ANOVA ve regresyon analizleri kullanmaktadır. Sonuçlar, artan ağır metal konsantrasyonları ile tohum büyümesi arasında güçlü bir negatif korelasyon olduğunu göstermektedir. Ancak, farklı metal iyonlarının etkileri arasında istatiksel olarak anlamlı bir fark gözlemlenmemiştir. Çalışma, Cu+, Mn+ ve Ni+ iyonlarının sülfat tuzlarındaki artan konsantrasyonlarının tohum büyümesinde önemli bir azalmaya neden olduğunu göstermektedir. Bulgular, tarım uygulamalarında ağır metal kontaminasyonunun potansiyel risklerini vurgulamakta ve absorbe edilen ağır metallerin bitkilerden insan sağlığına transferi üzerine daha fazla araştırmaya gerek olduğunu ortaya sunar.

Çalışma, 15 Aralık 2023 tarihinde Bilim Armonisi Uluslararası Gençlik Kongresi'nde sunulmuştur.

Anahtar Kelimeler

Soya fasulyesi, Glycine max, tohum, büyüme, çimlenme, bakır sülfat, nikel sülfat, ağır metaller, CuSO4, MnSO4, NiSO4, mangan sülfat

Etik Beyan

Çalışma, 15 Aralık 2023 tarihinde Bilim Armonisi Uluslararası Gençlik Kongresi'nde sunulmuştur.

Kaynakça

• Ajiboye, T. O., Oyewo, O. A., Onwudiwe, D. C. (2021). “Simultaneous removal of organics and heavy metals from industrial waste water: A review”. Chemosphere, 262: 128379. doi:10.1016/j.chemosphere.2020.128379
• Alejandro, S., Höller, S., Meier, B., Peiter, E. (2020). “Manganese in Plants: From Acquisition to Subcellular Allocation”. Frontiers in Plant Science, 11. doi:10.3389/fpls.2020.00300
• Aydinalp, C., Marinova, S. (2009). “The Effects of Heavy Metals on Seed Germination and Plant Growth on Alfalfa Plant (Medicago sativa)”. Bulgarian Journal of Agricultural Science, 15(4): 347-350.
• Barakat, M. (2012). “New trends in removing heavy metals from industrial wastewater”. Arabian Journal of Chemistry, 4: 361-377.
• Baruah, N., Mondal, S.C., Farooq, M., Gogoi, N. (2019). “Influence of Heavy Metals on Seed Germination and Seedling Growth of Wheat, Pea, and Tomato”. Springer Nature, 230- 273.
• Geng, J., He, X., Hu, H., Huang, H., Huang, K., Jia, S., … Zhao, H. (2020). “Contributors. High-Risk Pollutants in Wastewater”. xi–xii. doi:10.1016/b978-0-12-816448-8.01002-9
• Guo, X., Sun, Q., Zhao, Y., Cai, H. (2019). “Identification and characterisation of heavy metals in farmland soil of Hunchun basin”. Environmental Earth Sciences, 78-310.
• Khan, F., Khan, M. J., Samad, A., Noor, Y., Rashid, M., Jan, B. (2015). “In-situ stabilization of heavy metals in agriculture soils irrigated with untreated wastewater”. Journal of Geochemical Exploration, 159: 1-7.
• Nwaichi, E. O., Wegwu, M. O., Nwosu, U. L. (2014). “Distribution of selected carcinogenic hydrocarbon and heavy metals in an oil-polluted agriculture zone”. Environ Monit Assess, 186: 8697-8706.
• Pagano, M. C., Miransari, M. (2016). “Abiotic and Biotic Stresses in Soybean Production. In M. C. Pagano, & M. Miransari”, Abiotic and Biotic Stresses in Soybean Production.
• Sethy, S. K., Ghosh, S. (2013). “Effect of heavy metals on germination of seeds”. Journal of Natural Science, Biology and Medicine, 4(2): 272-275.
• Schmidt, S. B., Husted, S. (2019). “The Biochemical Properties of Manganese in Plants. Plants”, 8(10): 381. doi:10.3390/plants8100381
• Tchounwou, P. B., Yedjou, C. G., Patlolla, A. K., Sutton, D. J. (2014). “Heavy Metals Toxicity and the Environment”. Retrieved March 2022, from National Institute of Health: https://www.ncbi.nlm.nih.gov
• Zhi, Y., Deng, Z., Luo, M., Ding, W., Hu, Y., Deng, J., . . . Huang, B. (2015). “Influence of Heavy Metals on Seed Germination and Early Seedling Growth in Eruca sativa Mill”. American Journal of Plant Sciences, (6): 582-590.