Bioakumulacioni potencijal odabranih biljnih vrsta iz porodice Brassicaceae sa serpentinskih staništa u Srbiji
Bioaccumulation potential of selected plant species of the family Brassicaceae from serpentine habitats in Serbia
Author
Tumi, Ahmed FaragMentor
Tomović, Gordana
Committee members
Niketić, MarjanŠinžar-Sekulić, Jasmina

Mihailović, Nevena
Čučulović, Ana

Metadata
Show full item recordAbstract
Ultramafiti (serpentiniti) predstavljaju grupu magmatskih ili metamorfnih stena,
koje se karakterišu visokim koncentracijama Mg, Fe, Ni, Cr i Co, kao i niskim
koncentracijama Ca, P i K sadrže manje od 45% silicijuma (SiO2). Flora i vegetacija
koje naseljavaju serpentinitske supstrate obično su značajno oskudnije i siromašnije u
odnosu na okolna staništa. Mnoge biljne vrste nisu sposobne da rastu na serpentinitski
staništima, zbog njihovog ekstremno niskog sadržaja esencijalnih elemenata
(nitrijenata), kao i nepovoljnog odnosa Ca/Mg u zemljištu. Na osnovu sposobnosti
usvajanja teških metala, biljke koje rastu na ultramafitskim zemljištima mogu se podeliti
u dve grupe: tzv. „normalne“ i metal hiperakumulatorske vrste. Dok je većina
serpentinitskih biljaka sposobna da raste na ovakvim zemljištima, bez usvajanja velikih
koncentracija teških metala, hiperakumulatorske vrste mogu akumulirati i do 1000 mg
kg-1 Ni u suvoj masi svojih nadzemnih delova (najčešće u listovima). Do danas je
identif...ikovano oko 360 vrsta koje su hiperakumulatori nikla, od kojih najveći broj
pripada porodici Brassicaceae. Daleko najveći broj hiperakumulatora zabeležen je u
okviru roda Alyssum L. Osim vrsta iz ovog roda, hiperakumulatorske vrste mogu
pripadati i sledećim vrstama i/ili rodovima koje naseljavaju mediteranske delove Evrope
i Male Azije: Leptoplax emarginata (Boiss.) O.E. Schulz, nekoliko vrsta iz roda
Bornmuellera Hausskn., dve vrste iz roda Pseudosempervivum (Boiss.) Grossh.
(Cochlearia L.), jedna vrsta iz roda Aethionema, kao i značajan broj vrsta iz roda
Thlaspi L. Na području Srbije je do danas utvrđeno da jedino vrsta Alyssum murale sa
planine Goč ima sposobnost hiperakumulacije nikla, dok za vrste iz nekih drugih rodova
kao što su Isatis, Cardamine, Rorippa, Erysimum ne postoje informacije o
hiperakumulativnim potencijalima.
Prema tome, bilo je neophodno sakupiti više informacija o akumulativnim
kapacitetima biljaka iz porodice Brassicaceae sa serpentinitskih staništa u Srbiji, ali i
proceniti njihov potencijal za fitoremedijaciju, pa su na osnovu ovih činjenica definisani
ciljevi ove disertacije: 1) utvrđivanje osnovnih karakteristika staništa ispitivanih taksona, uključujući podatke o tipu vegetacije i/ili zajednice, nadmorskoj visini, nagibu
terena, geološkoj podlozi i klimi; 2) utvđivanje osnovnih fizičkih (tekstura, tj.
mehanički sastav) i hemijskih (pH u H2O, pH u 1 N KCl, procenat organske materije,
koncentracija P2O5 i K2O) svojstava serpentinitskih zemljišta na istraživanim
lokalitetima; 3) utvrđivanje koncentracije makroelemenata (Ca, Mg, Fe) i teških metala
(Ni, Mn, Zn, Cu, Cr, Pb, Co, Cd) u zemljištima koja se razvijaju iznad serpentinitske
podloge na više lokaliteta u Srbiji; 4) ispitivanje koncentracije makroelemenata i teških
metala u podzemnim i nadzemnim delovima biljaka iz porodice Brassicaceae koje
naseljavaju serpentinitska staništa u Srbiji; 5) na osnovu dobijenih rezultata, proceniti
kapacitet pojedinih biljnih vrsta iz porodice Brassicaceae za toleranciju ili
bioakumulaciju određenih mikroelemenata (pre svega teških metala); 6) otkriti nove
nikl i/ili cink akumulatorske ili hiperakumulatorske vrste iz porodice Brassicaceae...
Ultramafics ('ultrabasic' or 'serpentine') represent magmatic or metamorphic rocks
which are characterized by high concentrations of Mg, Fe, Ni, Cr and Co and low
concentrations of Ca, P, and K and contain less than 45% silica (SiO2). Serpentine substrates
commonly support vegetation and flora that is sparser and more stunted than that of other
nearby soils. Many plant species are incapable of growing on serpentine substrates because
they are extremely poor in essential nutrients and have a low Ca/Mg ratio. On the basis of
heavy metal uptake, plants which grow on ultramafic soils can be divided into ‘normal’ and
metal hyperaccumulators. While most serpentine plants are able to grow on these soils
without excessive uptake of elements, hyperaccumulators take up more than 1000 mg kg-1 Ni
and accumulate it into their leaf dry matter. To date, about 360 hyperaccumulators of Ni from
ultramafic soils have been identified. They are mostly found in Brassicaceae family in
temperate areas (especi...ally Mediterranean and Turkey). By far the greatest number of nickelaccumulating
species within any genus is found in Alyssum L. Besides the Alyssum species,
nickel hyperaccumulation was also discovered in species that belong to other genera of the
Brassicaceae family of Europe and Turkey. So far only the data about Ni accumulation in A.
murale from the central Serbia was published, but there has been no information about the
hyperaccumulative potential of the species from the ultramafic areas of Serbia that belong to some
other genera (Isatis, Cardamine, Aethionema, Rorippa, Erysimum) of the Brassicaceae family.
Hence, it is necessary to obtain more information about metal accumulation capacities
of the plants from the Brassicaceae family growing on serpentine soils to evaluate their
potential for phytoremediation including metal extraction (phytoextraction). Therefore, the
aims of this thesis were to: 1) determine the basic habitat characteristics of the selected taxa
from the Brassicaceae family, including information on the type of vegetation and/or
community, altitude, slope, geological and pedological substrate and climate; 2) identify the
basic physical (texture) and chemical (pH in H2O, pH in 1N KCl, percent of organic matter,
contents of P2O5 and K2O) features of serpentine soil of the study sites; 3) determine the
concentrations of the macro (Ca, Mg, Fe) as well as trace elements (Ni, Mn, Zn, Cu, Cr, Pb, Co, Cd) in soils that are developed over serpentinite substrates at several locations in the
northwestern, western, southwestern and central Serbia; 4) examine the concentrations of the
macro and trace elements in underground and aboveground parts (stems and/or leaves) of
plants of the family Brassicaceae that inhabit serpentinite habitats in Serbia; 5) based on the
obtained results, the assessment of the capacity of some plant species of the family
Brassicaceae for tolerance and/or bioaccumulation of certain trace elements (with special
attention to nickel and zinc); 6) identificationn and discovery of new potential
hyperaccumulator species in the family Brassicaceae from Serbia....