Effetti di arsenico e cadmio, usati singolarmente e in combinazione, sulla crescita e sviluppo radicale di piantine di Pennisetum clandestinum H. (Kikuyu grass)

Lo studio ed il ricorso a strategie di “phytoremediation" è oggi visto come una valida alternativa ai metodi tradizionali di decontaminazione, in quanto consente il ripristino, nel suolo inquinato, di livelli di qualità compatibili con la sopravvivenza degli esseri viventi. L’obiettivo di questa ricerca è stato quello di valutare la resistenza di piante di Pennisetum clandestinum H. (Kikuyu grass) a metalli tossici presenti nel suolo (cadmio e arsenico), al fine di utilizzare questa potenziale specie in tecniche di fitorimedio. Gli esperimenti sono stati condotti utilizzando talee di Kikuyu, selezionate da piante allevate in campo, e poste a radicare in un sistema idroponico con una soluzione nutritiva (Hoagland). Le piante dopo aver emesso le prime radici sono state trasferite in rhyzobox con perlite, e diverse concentrazioni di Cd (0, 20, 40, 80, 120 μM) e As (0, 1, 5, 10, 20 μM) singolarmente e in combinazione, facendo riferimento, in quest’ultimo caso, alla “Toxic unit”, valore derivante dal rapporto fra la concentrazione del metallo e il suo valore di EC50. Dopo 9 giorni di differenti trattamenti, sono state valutate la crescita, come peso fresco e secco dell’apparato radicale e fogliare e la morfologia radicale (WinRHIZO Image Analysis System). I dati ottenuti hanno evidenziato che nelle piante esposte all’arsenico ed al cadmio singolarmente, si osserva un aumento significativo del peso secco delle radici. In presenza di cadmio, la produzione di biomassa radicale aumentava fino alla concentrazione di 80 µM, mentre alla concentrazione di 120 µM diminuiva la biomassa radicale e aumentava quella aerea. I valori di Root Mass Ratio evidenziavano il maggiore sviluppo dell’apparato radicale rispetto a quello fogliare nelle piante esposte a concentrazioni moderate di arsenico e cadmio. Diversamente dall’arsenico, la più alta concentrazione di cadmio, rappresentava una situazione di stress acuto a cui la pianta rispondeva con una variazione nell’allocazione delle risorse interne, arrestando la crescita radicale. I risultati della morfologia radicale nelle piante esposte ad arsenico e cadmio, indicavano un’aumento del numero delle radici primarie, come risposta rapida, indotta anche a basse concentrazioni di metallo e la cui entità era indipendente dal grado di stress procurato. Il volume radicale e l’area superficiale non erano modificati in modo significativo dalla presenza dell’arsenico nelle nostre condizioni sperimentali. Nelle piante di Kikuyu, esposte alle più alte concentrazioni di cadmio (40-120 µM), i 2 parametri morfologici, area superficiale e volume radicale, risultavano invece notevolmente inferiori rispetto alle piante controllo. Il valore del diametro medio radicale era inizialmente ridotto alle concentrazioni di Cd di 20 e 40 μM, ma a concentrazioni maggiori, 80 e 120 μM, i valori erano simili a quelli osservati nelle piante controllo. Anche l’arsenico modificava il diametro radicale, tuttavia le variazioni non erano apprezzabili se venivano considerati solo i valori di diametro medio, mentre risultavano significative considerando separatamente radici fascicolate e secondarie. I risultati ottenuti, utilizzando i due metalli in combinazione hanno evidenziato che gli effetti tossici non erano semplicemente di tipo additivo ma differivano a secondo dei parametri di crescita esaminati, suggerendo in alcuni casi un effetto sinergico o antagonistico.