Absorção e fitotoxicidade de lantânio e cério pela soja (Glycine max L.)

Although not essential for plants the lanthanum and cerium elements, both rare earth element (REE), have received attention due to increased use in industry and their potential impact on environment and agriculture. Regarding agriculture in Brazil, phosphate fertilizer shows REE in its composition depending on the raw material used and process of purification. This study aimed at investigating the effect of La and Ce on the development and production of Glycine max L. Foliar application of aqueous solutions of La3+ and Ce3+ nitrates on soybean plants was sprayed at 200 and 2,000 mg L-1. The foliar treatments did not affect the development and production. However, the treatments induced phytotoxicity since foliar injuries appeared after the spraying. Microprobe X-ray fluorescence spectroscopy combined to scanning electron microscopy and X-ray absorption near edge structure was used to investigate the phytotoxic effect. In another approach, CeO2 nanoparticles (NPs) were applied on roots at 0.062 and 0.933 g kg-1 both concentrations were predicted to occur by the year 2050. Ce nitrate translocation from root to shoot was time-dependent. On the other hand, no difference in uptake rate was found for CeO2 NPs treatment over a period of four weeks. Single particle inductively coupled plasma mass spectrometry analysis detected Ce NPs in the shoots of soybean with an average size higher than was applied (60.3 nm). All results presented here provide evidence that soybean can take up and translocate La soluble from shoot to grain, and Ce in the soluble and NPs forms from roots to shoot and grains, highlighting the concerns regarding the introduction of REE in the food chainEmbora não sejam essenciais para as plantas os elementos de terras raras (ETR) receberam grande atenção devido ao aumento do uso pela indústria e consequentemente seu potencial impacto no ambiente e na agricultura. No que diz respeito à agricultura no Brasil, os fertilizantes fosfatados apresentam REE em sua composição, dependendo da matéria-prima utilizada e do processo de purificação. Dessa forma, este estudo objetivou investigar os efeitos de La e Ce no desenvolvimento e produção de Glycine max L. Para tal, aplicações foliares de soluções aquosas de nitratos de La3+ e Ce3+ foram feitas nas doses de 200 e 2.000 mg L-1. Os tratamentos foliares não afetaram o desenvolvimento das plantas e a produção. No entanto, os tratamentos induziram fitotoxicidade, uma vez que surgiram lesões foliares após a pulverização. A espectroscopia por fluorescência de raios X combinada com a microscopia eletrônica de varredura e a espectroscopia de absorção de raios X foram usadas para investigar os efeitos fitotóxico. Em outra abordagem, nanopartículas de Ce (NPs) foram aplicadas via raiz nas concentrações 0,062 e 0,33 g kg-1, ambas as concentrações estão previstas para ocorrer no ano de 2050. A translocação de nitrato de Ce da raiz para a parte aérea foi dependente do tempo de exposição. Por outro lado, não foi encontrada diferença na taxa de absorção no tratamento com CeO2 NPs durante um período de quatro semanas. A análise por single particle inductively coupled plasma mass spectrometry detectou Ce NPs no tecido foliar da soja com tamanho médio superior ao aplicado (60,3 nm). Todos os resultados apresentados aqui evidenciam que a soja é capaz de absorver e translocar La da parte aérea para os grãos e Ce nas formas solúvel e NPs das raízes para parte aérea e grãos. Assim destaca-se a preocupação com a introdução de ETR na cadeia alimenta