Published December 6, 2013
| Version v1
Publication
Open
Cross-Species Extrapolation of Prediction Models for Cadmium Transfer from Soil to Corn Grain
- 1. Guizhou Normal University
- 2. Institute of Agricultural Resources and Regional Planning
- 3. Chinese Academy of Agricultural Sciences
Description
Cadmium (Cd) is a highly toxic heavy metal for both plants and animals. The presence of Cd in agricultural soils is of great concern regarding its transfer in the soil-plant system. This study investigated the transfer of Cd (exogenous salts) from a wide range of Chinese soils to corn grain (Zhengdan 958). Through multiple stepwise regressions, prediction models were developed, with the combination of Cd bioconcentration factor (BCF) of Zhengdan 958 and soil pH, organic matter (OM) content, and cation exchange capacity (CEC). Moreover, these prediction models from Zhengdan 958 were applied to other non-model corn species through cross-species extrapolation approach. The results showed that the pH of the soil was the most important factor that controlled Cd uptake and lower pH was more favorable for Cd bioaccumulation in corn grain. There was no significant difference among three prediction models in the different Cd levels. When the prediction models were applied to other non-model corn species, the ratio ranges between the predicted BCF values and the measured BCF values were within an interval of 2 folds and close to the solid line of 1∶1 relationship. Furthermore, these prediction models also reduced the measured BCF intra-species variability for all non-model corn species. Therefore, the prediction models established in this study can be applied to other non-model corn species and be useful for predicting the Cd bioconcentration in corn grain and assessing the ecological risk of Cd in different soils.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
الكادميوم هو معدن ثقيل شديد السمية لكل من النباتات والحيوانات. يمثل وجود القرص المضغوط في التربة الزراعية مصدر قلق كبير فيما يتعلق بنقله في نظام التربة والنبات. بحثت هذه الدراسة في نقل الأملاح الخارجية من مجموعة واسعة من التربة الصينية إلى حبوب الذرة (Zhengdan 958). من خلال الانحدارات التدريجية المتعددة، تم تطوير نماذج التنبؤ، مع مزيج من عامل التركيز الحيوي CD (BCF) لـ Zhengdan 958 ودرجة حموضة التربة، ومحتوى المادة العضوية (OM)، وقدرة تبادل الكاتيون (CEC). علاوة على ذلك، تم تطبيق نماذج التنبؤ هذه من Zhengdan 958 على أنواع الذرة الأخرى غير النموذجية من خلال نهج الاستقراء عبر الأنواع. وأظهرت النتائج أن الرقم الهيدروجيني للتربة كان العامل الأكثر أهمية الذي يتحكم في امتصاص سد وانخفاض درجة الحموضة كان أكثر ملاءمة للتراكم البيولوجي سد في حبوب الذرة. لم يكن هناك فرق كبير بين ثلاثة نماذج للتنبؤ في مستويات القرص المضغوط المختلفة. عندما تم تطبيق نماذج التنبؤ على أنواع الذرة الأخرى غير النموذجية، كانت النسبة بين قيم عامل التركيز الأحيائي المتوقعة وقيم عامل التركيز الأحيائي المقاسة ضمن فاصل زمني قدره 2 طية وقريبة من الخط الصلب لعلاقة1 1. علاوة على ذلك، قللت نماذج التنبؤ هذه أيضًا من التباين المقاس لعامل التركيز البيولوجي داخل الأنواع لجميع أنواع الذرة غير النموذجية. لذلك، يمكن تطبيق نماذج التنبؤ الموضوعة في هذه الدراسة على أنواع الذرة الأخرى غير النموذجية وتكون مفيدة للتنبؤ بالتركيز الحيوي للأقراص المضغوطة في حبوب الذرة وتقييم المخاطر البيئية للأقراص المضغوطة في التربة المختلفة.Translated Description (French)
Le cadmium (Cd) est un métal lourd hautement toxique pour les plantes et les animaux. La présence de Cd dans les sols agricoles est très préoccupante en ce qui concerne son transfert dans le système sol-plante. Cette étude a étudié le transfert de Cd (sels exogènes) d'un large éventail de sols chinois vers le grain de maïs (Zhengdan 958). Grâce à de multiples régressions par étapes, des modèles de prédiction ont été développés, avec la combinaison du facteur de bioconcentration du Cd (BCF) de Zhengdan 958 et du pH du sol, de la teneur en matière organique (OM) et de la capacité d'échange cationique (CEC). De plus, ces modèles de prédiction de Zhengdan 958 ont été appliqués à d'autres espèces de maïs non modèles par le biais d'une approche d'extrapolation inter-espèces. Les résultats ont montré que le pH du sol était le facteur le plus important qui contrôlait l'absorption du Cd et qu'un pH plus bas était plus favorable à la bioaccumulation du Cd dans les grains de maïs. Il n'y avait pas de différence significative entre les trois modèles de prédiction dans les différents niveaux de Cd. Lorsque les modèles de prédiction ont été appliqués à d'autres espèces de maïs non modélisées, les intervalles de rapport entre les valeurs prédites du facteur de bioconcentration et les valeurs mesurées du facteur de bioconcentration se situaient à l'intérieur d'un intervalle de 2 fois et proches de la ligne continue de la relation de 1 à 1. De plus, ces modèles de prédiction ont également réduit la variabilité intra-espèce mesurée du BCF pour toutes les espèces de maïs non modèles. Par conséquent, les modèles de prédiction établis dans cette étude peuvent être appliqués à d'autres espèces de maïs non modèles et être utiles pour prédire la bioconcentration du Cd dans le grain de maïs et évaluer le risque écologique du Cd dans différents sols.Translated Description (Spanish)
El cadmio (Cd) es un metal pesado altamente tóxico tanto para plantas como para animales. La presencia de Cd en los suelos agrícolas es de gran preocupación con respecto a su transferencia en el sistema suelo-planta. Este estudio investigó la transferencia de Cd (sales exógenas) de una amplia gama de suelos chinos al grano de maíz (Zhengdan 958). A través de múltiples regresiones escalonadas, se desarrollaron modelos de predicción, con la combinación del factor de bioconcentración de Cd (BCF) de Zhengdan 958 y el pH del suelo, el contenido de materia orgánica (OM) y la capacidad de intercambio catiónico (CEC). Además, estos modelos de predicción de Zhengdan 958 se aplicaron a otras especies de maíz no modelo a través del enfoque de extrapolación entre especies. Los resultados mostraron que el pH del suelo fue el factor más importante que controló la absorción de Cd y un pH más bajo fue más favorable para la bioacumulación de Cd en el grano de maíz. No hubo diferencias significativas entre tres modelos de predicción en los diferentes niveles de Cd. Cuando los modelos de predicción se aplicaron a otras especies de maíz no modelo, los rangos de relación entre los valores de BCF predichos y los valores de BCF medidos se encontraban dentro de un intervalo de 2 pliegues y cerca de la línea sólida de la relación 11. Además, estos modelos de predicción también redujeron la variabilidad intraespecie de BCF medida para todas las especies de maíz no modelo. Por lo tanto, los modelos de predicción establecidos en este estudio pueden aplicarse a otras especies de maíz no modelo y ser útiles para predecir la bioconcentración de Cd en el grano de maíz y evaluar el riesgo ecológico de Cd en diferentes suelos.Files
journal.pone.0080855&type=printable.pdf
Files
(865.3 kB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:84b8b1c1fe64ccda0e88184b53c1a4f8
|
865.3 kB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- استقراء نماذج التنبؤ لنقل الكادميوم من التربة إلى حبوب الذرة
- Translated title (French)
- Extrapolation inter-espèces des modèles de prédiction pour le transfert du cadmium du sol au grain de maïs
- Translated title (Spanish)
- Extrapolación entre especies de modelos de predicción para la transferencia de cadmio del suelo al grano de maíz
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2092424280
- DOI
- 10.1371/journal.pone.0080855
References
- https://openalex.org/W1597710764
- https://openalex.org/W1970346188
- https://openalex.org/W1972665451
- https://openalex.org/W1974985431
- https://openalex.org/W1976817740
- https://openalex.org/W1976953971
- https://openalex.org/W1977794746
- https://openalex.org/W1985702677
- https://openalex.org/W1993152375
- https://openalex.org/W1993367500
- https://openalex.org/W1995507197
- https://openalex.org/W2008467926
- https://openalex.org/W2009548565
- https://openalex.org/W2010199526
- https://openalex.org/W2012119405
- https://openalex.org/W2012692338
- https://openalex.org/W2014890060
- https://openalex.org/W2019070214
- https://openalex.org/W2019151254
- https://openalex.org/W2020840533
- https://openalex.org/W2021079271
- https://openalex.org/W2022612167
- https://openalex.org/W2024174502
- https://openalex.org/W2030656213
- https://openalex.org/W2035203666
- https://openalex.org/W2040315903
- https://openalex.org/W2043604764
- https://openalex.org/W2044115647
- https://openalex.org/W2057382722
- https://openalex.org/W2061140177
- https://openalex.org/W2062078900
- https://openalex.org/W2064351615
- https://openalex.org/W2064471551
- https://openalex.org/W2070823334
- https://openalex.org/W2071813155
- https://openalex.org/W2077609751
- https://openalex.org/W2078922632
- https://openalex.org/W2083950227
- https://openalex.org/W2085234719
- https://openalex.org/W2085365718
- https://openalex.org/W2086325511
- https://openalex.org/W2088323895
- https://openalex.org/W2099656668
- https://openalex.org/W2099859385
- https://openalex.org/W2104097186
- https://openalex.org/W2111570643
- https://openalex.org/W2123548735
- https://openalex.org/W2123791570
- https://openalex.org/W2126546698
- https://openalex.org/W2137487924
- https://openalex.org/W2161591787
- https://openalex.org/W2163489894
- https://openalex.org/W2290239950
- https://openalex.org/W2298243816
- https://openalex.org/W2368868232
- https://openalex.org/W2513180067
- https://openalex.org/W324029002
- https://openalex.org/W4205874167
- https://openalex.org/W4232202009
- https://openalex.org/W4240622933