A RITKA FÖLDFÉMEK HATÁSA A MAGASABBRENDŰ NÖVÉNYEK ÉLETFOLYMATAIRA
Szerzők: Kastori Rudolf akadémikus (rudolf.kastori@polj.uns.ac.rs), dr. Putnik-Delić Marina rendes egyetemi tanár (ivana.maksimovic@polj.uns.ac.rs), dr. Maksimović Ivan rendes egyetemi tanár (putnikdelic@polj.uns.ac.rs)
Intézmény: Újvidéki Egyetem, Mezőgazdasági Kar, Újvidék
A ritka földfémek (RFF) a periódusrendszer elemeinek egy sajátos, a lantanoidok 15 eleméből álló csoportja és az ittrium és szkandium alkotják. . Az RFF vegyileg többé-kevésbé egységes elemcsoport, fizikai és kémiai tulajdonságaik hasonlóak. Általában elszórtan fordulnak elő. A RFF-t széleskörűen alkalmazzák az iparban, különösen az elektronikában, egészségügyben, mezőgazdaságban, növénytermesztésben, állattenyésztésben és a biotechnológiában. Az eddigi kutatások eredményei alapján az RFF hatása a növények életfolyamataira, növekedésükre, fejlődédsükre számos tényezőtől függően lehet hatástalan, pozitív vagy negatív. A RFF-k nem tartoznak a magasabbrendű növények biogén, nélkülözhetetlen elemei körébe, nélkülük a növények normálisan befejezhetik életciklusukat. A RFF nagyobb koncentrációja toxikus hatású. A RFF fő forrása a növények számára a talaj. A növények az RFF-et felvehetik mind a gyökereken, mind a föld feletti szerveken keresztül. A RFF legnagyobb mértékben a gyökerekben halmozódnak fel, a legkisebb mértékben pedig a szárban és a reprodukciós szervekben, pl. a magban. Ezzel kapcsolatosan a RFF bejutása az élelemláncba korlátozott. Az eddigi ismeretek alapján az RFF-ek a növények számos életfolymatára hatnak, kocentrációjuk függvényében serkentik vagy gátolják a növekedést, antioxidáns és prooxidáns aktivitással rendelkeznek, hatnak az egyes enzimek aktivitására, a fitohorm-tartalomra, a fotoszintézis produktivitására és intenzitására, a klorofill szintézisére, a fotoszintézis produktumainak transzlokációjára, a növények vízháztartására és a vízhiánnyal szembeni ellenállóképeségükre, az atmoszferikus nitrogén szimbiotikus megkötésére, az ásványi anyagok felvételére és metabolizmusára a növényekben stb.
Egyes országokban, elsősorban Kínában elterjedt a RFF alkalmazása a mezőgazdaságban a magasabb és minőségesebb termés elérése céljából. A RFF közül a legtöbb szakmai és tudományos cikk a lantánnal és a cériummal kapcsolatosan jelent meg. A RFF hatásmechanizmusai kevésbé ismertek. Az RFF-nek a biológiai rendszerben betöltött szerepéről behatóbb ismeretek az elkövetkező kutatások eredményeitől várhatók.
Kulcsszavak: ritka földfémek, jelentőség, növények, életfolyamatok.
THE IMPACT OF RARE EARTH METALS ON THE LIFE CYCLES OF HIGHER PLANTS
Authors: Rudolf Kastori, academician (rudolf.kastori@polj.uns.ac.rs), Dr. Marina Putnik-Delić, full professor (ivana.maksimovic@polj.uns.ac.rs), Dr. Ivan Maksimović, full professor (putnikdelic@polj.uns.ac.rs)
Institution: University of Novi Sad, Faculty of Agriculture, Novi Sad
Rare earth elements (REEs) are a distinct group of elements in the periodic table, consisting of 15 lanthanides, and including yttrium and scandium. The REEs form a more or less chemically uniform group of elements, with similar physical and chemical properties. They generally occur sporadically. REEs are widely used in industry, particularly in electronics, healthcare, agriculture, crop production, animal husbandry, and biotechnology.
Based on the results of previous research, the effect of REEs on the life processes, growth, and development of plants can be ineffective, positive, or negative, depending on various factors. REEs are not part of the biogenic, essential elements of higher plants; plants can complete their life cycle normally without them. A higher concentration of REE is toxic. Soil is the main source of REEs for plants. Plants can absorb REEs through both their roots and their above-ground organs. REEs accumulate most in the roots, and, to a lesser extent, in the stem and reproductive organs, such as the seed. In this regard, the entry of REEs into the food chain is limited. Based on current knowledge, REEs affect numerous life processes in plants, stimulating or inhibiting growth depending on their concentration. They possess antioxidant and prooxidant activities, influence the activity of certain enzymes, phytohormone content, photosynthesis productivity and intensity, chlorophyll synthesis, translocation of photosynthesis products, water balance and drought resistance in plants, atmospheric nitrogen symbiotic fixation, mineral uptake and metabolism in plants, etc.
In some countries, primarily in China, the application of REEs in agriculture has become widespread to achieve higher- and better-quality yields. Most of the professional and scientific articles about REEs have been published regarding lanthanum and cerium. The mechanisms of action of REEs are not well understood. Deeper knowledge about the role of REEs in the biological system is expected from the results of upcoming research.
Keywords: rare earth metals, significance, plants, life processes.