Foliar zinc biofortification effects in Lolium rigidum and Trifolium subterraneum grown in cadmium-contaminated soil

Abstract

El zinc (Zn) es un micronutriente importante que puede aliviar la toxicidad del cadmio (Cd) en las plantas y limitar la entrada de Cd en la cadena alimentaria. Sin embargo, poco se sabe acerca de las interacciones Zn-Cd en plantas de pasto. Caracterizamos los efectos de la aplicación foliar de Zn y la captación de Cd por el ryegrass (Lolium rigidum L.) y el trébol (Trifolium subterraneum L.) cultivados en suelos contaminados con Cd; todas las combinaciones de aplicaciones foliares de Zn (0, 0.25 y 0.5% (p / v) ZnSO4 7H2O) y las concentraciones de Cd del suelo (0, 2.5 y 5 mg Cd kg-1) fueron probadas. Para ambas especies de plantas, las concentraciones en el suelo de CTP y Zn extraíbles con DTPA aumentaron con un aumento en los tratamientos de Cd y Zn, respectivamente. Comparado con L. rigidum, T. subterraneum acumuló, en forma gradual, 3.3 y 4.1 veces más Cd en los tratamientos con 2.5-Cd y 5-Cd y aproximadamente 1.3-, 2.3- y 2.8 veces más Zn en el No-Zn, Tratamientos de 0,25-Zn y 0,5-Zn. Además, la concentración de DTPA-Zn fue mayor en el suelo después del crecimiento de T. subterraneum que de L. rigidum independientemente de las aplicaciones de Zn. La aplicación foliar de 0.25% (w / v) Zn disminuyó significativamente la concentración total de Cd en los brotes de ambas especies cultivadas en el suelo contaminado con Cd y mejoró los efectos adversos de la exposición de Cd sobre el crecimiento de las raíces, particularmente en T. subterraneum.

Zinc (Zn) is an important micronutrient that can alleviate cadmium (Cd) toxicity to plants and limit Cd entry into the food chain. However, little is known about the Zn-Cd interactions in pasture plants. We characterized the effects of foliar Zn application and Cd uptake by ryegrass (Lolium rigidum L.) and clover (Trifolium subterraneum L.) grown on Cd-contaminated soils; all combinations of foliar Zn applications (0, 0.25 and 0.5% (w/v) ZnSO4 7H2O) and soil Cd concentrations (0, 2.5 and 5 mg Cd kg-1) were tested. For both plant species, soil concentrations of DTPA-extractable Cd and Zn increased with an increase in the Cd and Zn treatments, respectively. Compared with L. rigidum, T. subterraneum accumulated, espectively, 3.3- and 4.1-fold more Cd in the 2.5-Cd and 5-Cd treatments and about 1.3-, 2.3- and 2.8-fold more Zn in the No-Zn, 0.25-Zn and 0.5-Zn treatments. Also, DTPA-Zn concentration was higher in soil after T. subterraneum than L. rigidum growth regardless of Zn applications. Foliar application of 0.25% (w/v) Zn significantly decreased the total Cd concentration in shoots of both species grown in the Cd-contaminated soil and ameliorated the adverse effects of Cd exposure on root growth, particularly in T. subterraneum.