Президентская программа
исследовательских проектов

Бактерии и биоуголь спасли ячмень от отравления тяжелыми металлами

21.02.2020 | ТАСС
Картинка: изготовление ультратонких срезов тканей растений, изучение и при помощи просвечивающего электронного микроскопа. Источник: Светлана Сушкова

Российские почвоведы и биологи придумали, как с помощью бактерий и биоугля можно очищать почву от токсичных металлов и других загрязнителей, которые могут накапливаться в ячмене и других злаках. Описание исследования опубликовал научный журнал Enviromental Geochemistry and Health, кратко об этом пишет пресс-служба Российского научного фонда (РНФ).

"Теперь одной из главных наших задач станет изучение процессов, происходящих с растениями под влиянием этих добавок. В будущем, эта работа поможет людям в разработке методов очищения почвы от загрязнения тяжелыми металлами и другими токсичными веществами", рассказала о работе Светлана Сушкова, биолог из Южного федерального университета (Ростов-на-Дону), один из авторов исследования.

За последние годы ученые открыли десятки штаммов бактерий, которые могут поглощать ионы металлов, использовать их в своих целях или преобразовать их в такие вещества, которые не будут легко растворяться в воде. Биологи, экологи и материаловеды пытаются приспособить такие микробы для того, чтобы очищать канализацию, производить различные материалы и даже добывать золото и уран из морской воды.

Сушкова и ее коллеги нашли для этих бактерий новое применение. Они наблюдали за тем, как растет ячмень в образцах почвы с берегов озера Атаманское в окрестностях города Каменск-Шахтинский. В советское время туда сбрасывали отходы производства местных химических заводов.

Эти выбросы прекратились в середине 1990 годов, но к тому времени природные экосистемы этого водоема, а также соседних озер, были полностью уничтожены. Само Атаманское озеро превратилось в один из самых опасных источников тяжелых металлов и прочих токсичных соединений, которые распространялись по окрестным полям через грунтовые воды.

Невидимые защитники почвы

Эти соединения, как объясняют авторы статьи, легко скапливаются в зернах злаковых культур. В особенности это касается ячменя, одного из главных продуктов сельского хозяйства Ростовской области. Ученые проверили, изменится ли скорость накопления этих токсинов в ячмене, если добавить в почву бактерии и пористый биоуголь.

Их опыты показали, что комбинация этих поглотителей тяжелых металлов значительно ускорила рост ячменя. Через два месяца после прорастания его побеги, корни и листья оказались в два раза длиннее, чем у ростков из кадок с загрязненной почвой, куда не добавляли бактерии. Еще больше увеличилась биомасса – она выросла в три раза и почти достигла нормальных значений для злаков, которые растут в чистом грунте.

Тесты в лаборатории показали, что подобные благотворные изменения были связаны с тем, что концентрация тяжелых металлов в побегах, листьях и корнях ячменя упала в 3–17 раз при совместном применении бактерий и угля. Каждый из них по отдельности снижал скорость накопления токсинов в злаках в 5–9 раз.

В ближайшее время ученые планируют изучить то, как эти микробы и уголь влияют на рост злаков сами по себе, без присутствия тяжелых металлов и токсинов в почве. Эти опыты, как надеются Сушкова и ее коллеги, помогут почвоведам и экологам подобрать оптимальную методику для использования подобных микробов и биоматериалов для защиты почвы от загрязнений.

Возврат к списку