Scientific substitution of the feasibility of using sunflower (helianthus annuus l.) For phytoremediation of soils contaminated with heavy metals
Abstract
The problem of soil contamination with heavy metals is becoming increasingly relevant in the context of intensive industrial development, the agricultural sector, mineral extraction, and military operations. Heavy metals, in particular lead (Pb), cadmium (Cd), zinc (Zn) and copper (Cu), have the ability to accumulate in soils, migrate in ecosystems, damage biodiversity and pose a serious threat to human health and food chain safety.
This situation necessitates the implementation of effective, environmentally friendly, and economically viable soil remediation technologies. One such nature-based solution is phytoremediation – a method of land restoration using plants.
The aim of this article is to analyze the phytoremediation potential of sunflower (Helianthus annuus L.) for the remediation of soils contaminated with heavy metals, taking into account the biological characteristics of the species and the prospects for its application in Ukraine.
The research methods include the analysis of current scientific literature, generalization of data on the morphological and physiological properties of sunflower, and examination of the main phytoremediation mechanisms: phytoextraction, phytostabilization, and phytovolatilization.
The results demonstrate that sunflower can effectively absorb heavy metals and accumulate them in its vegetative biomass without significantly reducing growth rates. The importance of selecting appropriate sunflower varieties, optimizing agronomic practices, and monitoring environmental risks is highlighted.
The scientific novelty of the study lies in the systematization of knowledge regarding the mechanisms of sunflower interaction with heavy metals and its capacity to remediate various types of contaminated soils.
The practical significance of the research is based on the potential use of sunflower as an accessible and effective biological tool for the remediation of polluted lands, offering new opportunities for ecosystem restoration, soil fertility preservation, and enhancement of environmental safety.
References
2. Гуцол Г. В., Мазур О. В. Вирощування олійних культур та інтенсивність накопичення важких металів у ґрунтах за їх мінерального удобрення в умовах Вінниччини. Сільське господарство та лісівництво. 2022. № 1 (24). С. 217-226. DOI: 10.37128/2707-5826-2022-1-16
3. Гуцол Г. В., Мазур O. В. Інтенсивність накопичення важких металів насінням та шротом соняшнику. Вісник Львівського національного університету природокористування «Агрономія». 2023. № 27. C. 41-45. DOI: https://doi.org/10.31734/agronomy2023.27
4. Гуцол Г. В., Мазур О. В. Ріст та розвиток соняшнику залежно від удобрення. Сільське господарство та лісівництво. 2024. № 1 (32). С. 62-75. DOI: https://doi.org/10.37128/2707-5826-2024-1-6
5. Дацько О. М., Яценко В. В. Сучасні методи ремедіації ґрунтів. Фіторемедіація як ключ до очищення ґрунтів та збереження екосистем. Аграрні інновації. 2024. № 25. С. 20-24. DOI: 10.32848/agrar.innov.2024.25.3
6. Мазур О. В. Інтенсивність накопичення важких металів вегетативною масою соняшнику на сірих лісових ґрунтах в умовах Лісостепу Правобережного. Таврійський науковий вісник. Серія: Сільськогосподарські науки. 2024. № 136. Ч. 2. С. 294-299. DOI: https://doi.org/10.32782/2226-0099.2024.136.2.36
7. Мельниченко В. В. Фіторемедіація в аспекті відновлення ґрунтів, які зазнали впливу воєнно-техногенного навантаження. Матеріали міжнародної науково-практичної конференції «Післявоєнне відновлення ґрунтових і рослинних ресурсів та продовольча безпека країни» (м. Київ, 20–21 червня 2024 року) НУБІП України, 2024. 222 с.
8. Писаренко П. В., Диченко О. Ю., Цьова Ю. А., Середа М. С. Напрями біоремедіації техногенно забруднених ґрунтів. Таврійський науковий вісник. 2021. № 120. С. 282-292. DOI: https://doi.org/10.32851/2226-0099.2021.120.35
9. Разанов С. Ф., Куценко М. І. Фіторемедіація дерново-підзолистого ґрунту за вирощування нектаропилконосних рослин в умовах Полісся. Український журнал природничих наук. 2025. № 11. С. 213-222. DOI: https://doi.org/10.32782/naturaljournal.11.2025
10. Самохвалова В. Л., Фатєєв А. І., Зуза С. І., Погромська Я. А., Зуза В. О., Панасенко Є. В., Горпинченко П. Ю. Фіторемедіація техногенно забруднених ґрунтів. Агроекологічний журнал. 2015. № 1. С. 92-100. DOI: https://doi.org/10.33730/2077-4893.1.2015.272192
11. Цицюра Я. Г., Шкатула Ю. М., Забарна Т. А., Пелех Л. В. Інноваційні підходи до фіторемедіації та фіторекультивації у сучасних системах землеробства. Монографія. Вінниця: ТОВ «Друк», 2022. 1200 с.
12. Hutsol G. V., Mazur O. V. Soil contamination with heavy metals and remediation measures. Таврійський науковий вісник. Серія: Сільськогосподарські науки. 2023. Вип. 132. С. 35-47. DOI: 10.32782/2226-0099.2023.132.5
13. Hafsat Ngabra, Ibrahim A. Allamin, Haruna Yahaya Ismail, Mohammed Ngabra. Рhytoremediation potential of helianthus annuus l (sunflower) for the reclamation of lead (pb) spiked soil. World Journal of Environmental Research. 2024. № 14 (2). Р. 49-59. DOI:10.18844/wjer.v14i2.9475
14. Kamil Al-Jobori, Athar K Kadhim. Evaluation of sunflower (Helianthus annuus L.) for phytoremediation of lead contaminated soil. Journal of Pharmaceutical Sciences and Research. 2019. № 11 (3). Р. 847-854.
15. Tkachuk O., Gucol G., Mazur O., Verhelis V., Titarenko O. Ecological safety of sunflower seeds in the conditions of agricultural intensification. Scientific Horizons. 2024. Vol. 27 (1). Р. 71-79. DOI: 10.48077/scihor1.2024.71
16. Ткачук О. П., Вергеліс В.І. Наукове обґрунтування механізму зниження вмісту важких металів у ґрунті методом фіторемедіації бобовими багаторічними травами. Екологічні науки. 2023. № 4 (49). С. 131-137. DOI: https://doi.org/10.32846/2306-9716/2023.eco.4-49.17
17. Снітинський В. В., Ткачук О. П., Разанова А. М., Коруняк О. П. Ефективність фіторемедіації забрудненого важкими металами ґрунту за вирощування розторопші плямистої. Сільське господарство та лісівництво. 2023. № 28 (1). С. 164-171. DOI: 10.37128/2707-5826-2023-1-11
18. Шкатула Ю. М., Кравець А. О. Мінеральне живлення соняшнику в агроекологічному контексті. Аграрні інновації. 2025. № 29. С. 227-233. DOI: https://doi.org/10.32848/agrar.innov.2025.29.36
19. Пелех Л. В., Онуфрійчук О. М. Основні технологічні заходи при вирощувані соняшнику. Аграрні інновації. 2024. № 25. С. 43-49. DOI: https://doi.org/10.32848/agrar.innov.2024.25.7
20. Ткачук О. П., Бондарук Н. В. Особливості росту і розвитку соняшнику при застосуванні у його посівах біопрепаратів рістстимулюючої дії. Сільське господарство та лісівництво. 2024. № 2 (33). C. 154-168. DOI: 10.37128/2707-5826-2024-2-13
21. Паламарчук В. Д. Роль регуляторів росту рослин у формуванні продуктивності гібридів соняшнику. Сільське господарство та лісівництво. 2023. № 4 (31). С. 16-29. DOI: 10.37128/2707-5826-2023-4-2
22. Ткачук О. П., Бондарук Н. В. Фактори інтенсифікації та екологізації вирощування соняшнику. Аграрні інновації. 2023. № 18. С. 120-127. DOI: https://doi.org/10.32848/agrar.innov.2023.18.17
23. Ткачук О. П., Вергеліс В. І. Вміст білка та нітратів у зерні кукурудзи і насінні соняшнику при їх вирощуванні на схилових землях. Подільський вісник: сільське господарство, техніка, економіка. 2022. № 1 (36). С. 21-27. DOI: https://doi.org/10.37406/2706-9052-2022-13
24. Мазур В. А., Колісник О. М. Вплив технологічних прийомів вирощування на насіннєву продуктивність соняшнику. Сільське господарство та лісівництво. 2021. № 4 (23). С. 5-15.
25. Дідур І. М., Циганський В. І. Удосконалення технологічних прийомів вирощування соняшника в умовах лісостепу правобережного. Сільське господарство та лісівництво. 2021. № 23. С. 16-24.
26. Мазур В. А., Дідур І. М., Циганський В. І., Маламура С. В. Формування продуктивності гібридів соняшника залежно від рівня удобрення та умов зволоження. Сільське господарство та лісівництво. 2020. № 19. С. 208-220.
27. Вожегова Р. А., Філіп´єв І. Д., Димов О. М., Гамаюнова В. В. Визначник симптомів нестачі чи надлишку елементів живлення за зовнішніми ознаками рослин: посібник. Херсон: Айлант, 2013. 92 с.
28. Куліджанов Е. В., Голубченко В. Ф., Віляєва С. Д., Грицай Т. Л. Необхідність у моніторингу мінеральних добрив на вміст забруднюючих речовин. Агроекологічний журнал. 2022. № 2. С. 147–151. DOI: https://doi.org/10.33730/2077-4893.2.2022.263330
29. Коваленко А. Оптимізація мінерального живлення соняшнику. Пропозиція. 2016. № 6. С. 62–64.
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
