Кукуруза и бактерии: двойной удар по меди в отвалах
Учёные из Мичиганского технологического университета выяснили, что способ внесения бактерий в загрязнённую почву значительно влияет на эффективность фиторемедиации.
Исследование на медных отвалах
- Учёные во главе с Рамакришной Вусирикой использовали штамповые пески (отходы медной промышленности) из района Гей, Мичиган.
- Эти отвалы содержат высокие концентрации меди, мышьяка и других токсичных элементов, что делает их практически бесплодными.
Эксперимент с кукурузой и бактериями
Было протестировано 4 метода внесения металлоустойчивых бактерий:
- Смешивание с почвой до посева.
- Обработка семян.
- Внесение к пророщенным семенам.
- Стандартный метод: погружение корней рассады в бактериальную суспензию перед посадкой.
Результаты через 45 дней
- Все растения с бактериями были в 2–5 раз крупнее, чем контрольные (выращенные только в отвалах).
- Наибольший размер показали растения из методов 3 и 4 (пророщенные семена и рассада).
- Неожиданное открытие: растения из метода 2 (обработанные семена), будучи меньше, аккумулировали больше меди в расчёте на сухой вес. Они эффективнее вытягивали медь из почвы.
Практическое значение
Стандартный лабораторный метод (обработка корней рассады) непрактичен для масштабных проектов. Обработка семян открывает путь к простой и практичной ремедиации загрязнённых медью почв.
Биохимические механизмы
Бактерии не только помогают растениям усваивать медь, но и повышают плодородие почвы:
- Повышают активность ферментов в почве.
- Высвобождают фосфор, связанный в породе.
- Увеличивают в 3 раза долю обменной (доступной для растений) меди.
- Усиливают фотосинтез и выработку гормонов роста у растений.
Влияние на стресс растений
Выращивание в отвалах — сильный стресс, заставляющий растения увеличивать выработку фенольных антиоксидантов (аналогичных тем, что содержатся в винограде).
- В отвалах без бактерий уровень фенолов был в 5 раз выше, чем в нормальной почве.
- В отвалах с бактериями повышение уровня фенолов было меньшим. Бактерии помогают растениям лучше справляться со стрессом.
Планы на будущее
Учёные планируют полевые испытания на отвалах, работу с другими растениями и изучение приложений метода в органическом земледелии помимо ремедиации.