Published September 23, 2021
| Version v1
Publication
Open
Influence of biochar and microorganisms co-application on the remediation and maize productivity in cadmium-contaminated soil.
Creators
- 1. Gansu Agricultural University
- 2. Sultan Qaboos University
- 3. University of Agriculture Faisalabad
- 4. Fujian Agriculture and Forestry University
- 5. Chinese Academy of Agricultural Sciences
Description
Abstract The synergistic effects of biochar and microorganisms on the adsorption of Cd and on cereal plant physiology remained unclear. Therefore, this experiment was performed to evaluate the combined effects of biochar pyrolyzed from (maize-straw (BC 1 ), cow-manure (BC 2 ), and poultry-manure (BC 3 ), and microorganisms including ( T. harzianum L. and B. subtilis L.), to evaluate, how incorporation of biochar positively influences microorganisms growth and nutrients uptake in plant, and how it mitigates under various Cd-stress levels (0, 10, and 30ppm). Cd 2 (30 ppm) had the highest reduction in the intercellular CO 2 , SPAD value, transpiration rate, water use efficiency, stomatal conductance, and photosynthesis rate, which were 22.36, 34.50, 40.45, 20.66, 29.07, and 22.41% respectively lower than control Cd 0 (0 ppm). Sole application BC, resulted in enhanced intercellular CO 2 , SPAD value, transpiration rate, water use efficiency, stomatal conductance, and photosynthesis rate were recorded in BC 2 , which were 7.27, 20.54, 23.80, 5.96, 13.37, and 13.50% respectively greater as compared to control and decreased the Cd-concentration in root and shoot of maize by 34.07 and 32.53%, respectively as compared to control. Similarly, among sole microorganism's inoculation, minimized the Cd-concentration in shoot, root, and soil by 23.77, 20.15, and 10.35% respectively than control. These results suggested that integrated application of cow manure biochar BC 2 and inoculation of microorganisms MI 3 as soil amendments had synergistic effects in improving the adsorption of nutrients and decreasing the Cd-uptake in maize, and enhancing the physiology of plant grown in Cd-polluted soils as opposed to using either biochar or inoculating microorganisms alone.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
الملخص ظلت التأثيرات التآزرية للفحم الحيوي والكائنات الحية الدقيقة على امتزاز القرص المضغوط وعلى فسيولوجيا نبات الحبوب غير واضحة. لذلك، تم إجراء هذه التجربة لتقييم الآثار المجتمعة لتحلل الفحم الحيوي من (قش الذرة (BC 1 )، وروث البقر (BC 2 )، وروث الدواجن (BC 3 )، والكائنات الحية الدقيقة بما في ذلك ( T. harzianum L. و B. subtilis L.)، لتقييم كيفية تأثير دمج الفحم الحيوي بشكل إيجابي على نمو الكائنات الحية الدقيقة وامتصاص العناصر الغذائية في النبات، وكيف يخفف تحت مستويات إجهاد Cd المختلفة (0 و 10 و 30 جزء في المليون). كان CD 2 (30 جزء في المليون) أعلى انخفاض في ثاني أكسيد الكربون بين الخلايا، وقيمة SPAD، ومعدل النتح، وكفاءة استخدام المياه، والتوصيل الفموي، ومعدل التمثيل الضوئي، والتي كانت 22.36 و 34.50 و 40.45 و 20.66 و 29.07 و 22.41 ٪ على التوالي أقل من Cd 0 (0 جزء في المليون). نتج عن التطبيق الوحيد لثاني أكسيد الكربون بين الخلايا، وقيمة SPAD، ومعدل النتح، وكفاءة استخدام المياه، والتوصيل الفموي، ومعدل التمثيل الضوئي في BC 2 ، والتي كانت 7.27 و 20.54 و 23.80 و 5.96 و 13.37 و 13.50 ٪ على التوالي أكبر مقارنة بالتحكم وانخفض تركيز CD في جذر وبصيص الذرة بنسبة 34.07 و 32.53 ٪ على التوالي مقارنة بالتحكم. وبالمثل، من بين تلقيح الكائنات الحية الدقيقة الوحيدة، قلل تركيز القرص المضغوط في البراعم والجذور والتربة بنسبة 23.77 و 20.15 و 10.35 ٪ على التوالي من التحكم. اقترحت هذه النتائج أن التطبيق المتكامل للفحم الحيوي لسماد البقر BC 2 وتلقيح الكائنات الحية الدقيقة MI 3 كتعديلات للتربة كان له آثار تآزرية في تحسين امتصاص العناصر الغذائية وتقليل امتصاص سد في الذرة، وتعزيز فسيولوجيا النباتات المزروعة في التربة الملوثة سد بدلا من استخدام إما الفحم الحيوي أو الكائنات الحية الدقيقة التلقيح وحدها.Translated Description (French)
Résumé Les effets synergiques du biochar et des microorganismes sur l'adsorption du Cd et sur la physiologie des plantes céréalières restent incertains. Par conséquent, cette expérience a été réalisée pour évaluer les effets combinés du biochar pyrolysé à partir de (paille de maïs (BC 1 ), de fumier de vache (BC 2 ) et de fumier de volaille (BC 3 ), et de micro-organismes, y compris ( T. harzianum L. et B. subtilis L.), pour évaluer comment l'incorporation du biochar influence positivement la croissance des micro-organismes et l'absorption des nutriments dans la plante, et comment il atténue sous divers niveaux de stress Cd (0, 10 et 30 ppm). Le Cd 2 (30 ppm) présentait la plus forte réduction du CO 2 intercellulaire, de la valeur SPAD, du taux de transpiration, de l'efficacité de l'utilisation de l'eau, de la conductance stomatique et du taux de photosynthèse, qui étaient respectivement inférieurs de 22,36, 34,50, 40,45, 20,66, 29,07 et 22,41 % au Cd 0 témoin (0 ppm). L'application unique BC, a entraîné une augmentation du CO 2 intercellulaire, de la valeur SPAD, du taux de transpiration, de l'efficacité de l'utilisation de l'eau, de la conductance stomatique et du taux de photosynthèse dans BC 2 , qui étaient respectivement supérieurs de 7,27, 20,54, 23,80, 5,96, 13,37 et 13,50% par rapport au contrôle et ont diminué la concentration de Cd dans les racines et les pousses de maïs de 34,07 et 32,53%, respectivement par rapport au contrôle. De même, parmi l'inoculation du micro-organisme unique, la concentration de Cd dans la pousse, la racine et le sol a été réduite de 23,77, 20,15 et 10,35 % respectivement par rapport au témoin. Ces résultats suggèrent que l'application intégrée de biocharbon de fumier de vache BC 2 et l'inoculation de micro-organismes MI 3 sous forme d'amendements du sol ont eu des effets synergiques en améliorant l'adsorption des nutriments et en diminuant l'absorption de Cd dans le maïs, et en améliorant la physiologie des plantes cultivées dans des sols pollués par le Cd, par opposition à l'utilisation de biocharbon ou à l'inoculation de micro-organismes seuls.Translated Description (Spanish)
Resumen Los efectos sinérgicos del biochar y los microorganismos en la adsorción de Cd y en la fisiología de las plantas de cereales no estaban claros. Por lo tanto, este experimento se realizó para evaluar los efectos combinados del biochar pirolizado de (paja de maíz (BC 1 ), estiércol de vaca (BC 2 ) y estiércol de aves de corral (BC 3 ), y microorganismos que incluyen ( T. harzianum L. y B. subtilis L.), para evaluar, cómo la incorporación de biochar influye positivamente en el crecimiento de microorganismos y la absorción de nutrientes en la planta, y cómo se mitiga bajo varios niveles de estrés de Cd (0, 10 y 30 ppm). Cd 2 (30 ppm) tuvo la mayor reducción en el CO 2 intercelular, el valor de SPAD, la tasa de transpiración, la eficiencia del uso del agua, la conductancia estomática y la tasa de fotosíntesis, que fueron 22.36, 34.50, 40.45, 20.66, 29.07 y 22.41% respectivamente más bajos que el Cd 0 de control (0 ppm). La aplicación única de BC dio como resultado un CO 2 intercelular mejorado, el valor de SPAD, la tasa de transpiración, la eficiencia del uso del agua, la conductancia estomática y la tasa de fotosíntesis se registraron en BC 2 , que fueron 7.27, 20.54, 23.80, 5.96, 13.37 y 13.50%, respectivamente, mayores en comparación con el control y disminuyeron la concentración de Cd en la raíz y el brote de maíz en 34.07 y 32.53%, respectivamente, en comparación con el control. De manera similar, entre la inoculación del microorganismo único, se minimizó la concentración de Cd en el brote, la raíz y el suelo en 23.77, 20.15 y 10.35% respectivamente que el control. Estos resultados sugirieron que la aplicación integrada de biochar BC 2 de estiércol de vaca y la inoculación de microorganismos MI 3 como enmiendas del suelo tuvieron efectos sinérgicos en la mejora de la adsorción de nutrientes y la disminución de la absorción de Cd en el maíz, y la mejora de la fisiología de la planta cultivada en suelos contaminados con Cd en lugar de usar biochar o inocular microorganismos solos.Files
latest.pdf.pdf
Files
(1.1 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:3d269e549d449f78046e246e1d60cee8
|
1.1 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- تأثير الفحم الحيوي والكائنات الحية الدقيقة على المعالجة وإنتاجية الذرة في التربة الملوثة بالكادميوم.
- Translated title (French)
- Influence de la co-application du biochar et des micro-organismes sur l'assainissement et la productivité du maïs dans les sols contaminés par le cadmium.
- Translated title (Spanish)
- Influencia de la co-aplicación de biochar y microorganismos en la remediación y productividad del maíz en suelos contaminados con cadmio.
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W3199740190
- DOI
- 10.21203/rs.3.rs-927778/v1