"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.
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.
