Исследование возможного загрязнения воды для орошения

Студенты Колледжа сельского хозяйства и природных ресурсов (CANR) Университета Делавэра (UD) изучают возможные загрязнители в почве и поливной воде, используемых для выращивания листовой зелени и томатов. Цель — помочь сформировать новые правила для фермеров, которые вступят в силу в следующем году в рамках Закона о модернизации безопасности пищевых продуктов (Food Safety Modernization Act).

Исследование является частью гранта на $9 млн от Инициативы по исследованиям специальных культур (SCRI) Национального института продовольствия и сельского хозяйства USDA. Проект под названием "Разработка согласованных метрик безопасности продукции для листовой зелени и томатов" координирует Университет Мэриленда, в нём участвуют семь университетов и отраслевые партнёры по всей стране.

Это первые в истории конкретные правила для выращивания фруктов и овощей, касающиеся, в том числе, сложно контролируемых аспектов окружающей среды.

Работа исследовательской группы UD

На опытном участке рядом с лабораторией Аллена команда UD два года выращивала томаты, салат ромэн и шпинат.

После выращивания растений проводились испытания: на растения выливалась вода, смешанная с навозом, содержащим разные уровни E. coli, для мониторинга выживаемости бактерий на плодах. Это контролируемая модель естественного загрязнения поливной воды в реальных условиях.

Затем урожай собирали вручную и использовали стратегии случайной выборки для определения уровней непатогенной (общей) E. coli на растениях. Общая E. coli — это организм-индикатор: повышенный её уровень сигнализирует о потенциальном риске, связанном с поливной водой.

Проблема дождя

Другая часть работы — разработка метрик безопасности воды для определения допустимого уровня непатогенных бактерий в воде для орошения. Уровни бактерий в воде соотносятся с климатическими изменениями: осадками, ветром, влажностью и температурой.

Ключевой вывод: наибольшую проблему для фермеров с точки зрения бактериального загрязнения представляет дождь, а не исходный уровень бактерий в воде. Бактерии на растениях отмирают за несколько дней, но дождь, особенно близко к дате сбора урожая, значительно влияет на свежую продукцию.

С помощью анализа ДНК-отпечатков E. coli удалось проследить перенос бактерий из навоза через томаты на разных растениях. Наибольшее влияние на наличие и выживаемость бактерий оказывают сильные дожди.

Другой изучаемый вопрос — возможное загрязнение от животных (гусей, собак, сурков) на поле.

Практическое значение

Исследователи делятся выводами с FDA, указывая, что помимо строгих метрик по воде, следует учитывать и другие аспекты, например, осадки. В настоящее время соответствие предлагаемым FDA стандартам воды затруднительно для фермеров, особенно использующих поверхностные воды для орошения.

Итоговые цели проекта:

• Определить для фермеров потенциальные "горячие точки" в поле — зоны с высоким риском загрязнения.
• Дать фермерам знания для принятия решений: при обнаружении следов животных или после сильного дождя не просто удалить одно растение, а изолировать целую зону посевов.