Перспективы снижения негативного действия тяжёлых металлов на агроландшафты

Выше была показана актуальность задач, связанных с разработкой методов очистки почв от тяжелых металлов и их сельскохозяйственным использованием. В этом сложном комплексе проблем весьма перспективными могут быть подходы, основанные на создании специальных растительно-микробных систем, использование которых позволит с одной стороны получать экологически чистую продукцию на слабозагрязненных почвах, а с другой стороны очищать почвы и восстанавливать экосистемы (фиторемедиация почв). Для реализации данных подходов необходимо всестороннее изучение устойчивости и трансформации тяжелых металлов растениями и почвенными микроорганизммами, а также механизмов взаимодействия растений с полезной почвенной микрофлорой в условиях стресса, вызванного присутствием токсичных металлов.

Во ВНИИ сельскохозяйственной микробиологии разработан метод селекции эффективных штаммов ассоциативных ростстимулирующих бактерий, обладающих высокой устойчивостью к тяжелым металлам. Выделено и детально охарактеризовано более 30 штаммов ростстимулирующих бактерий, которые представляют большой интерес для изучения механизмов положительного влияния бактерий на рост растений в стрессовых условиях и являются перспективными для создания устойчивых к тяжелым металлам растительно-микробных ассоциаций. В результате исследований установлено, что бактеризация может повышать устойчивость растений к тяжелым металлам за счет иммобилизации токсичных металлов в ризосфере, стимуляции роста фитогормонами, снижения биосинтеза стрессового этилена и повышения усвоения растениями питательных элементов.

Проведено изучение внутривидовой изменчивости растений горчицы сарептской, которая является перспективным растением для фиторемедиации почв, и гороха посевного по устойчивости к кадмию и способности аккумулировать тяжелые металлы. В результате этой работы проведена селекция устойчивых к кадмию генотипов горчицы и обнаружена корреляция между устойчивостью и некоторыми характеристиками растений, что свидетельствует о возможности проведения направленной селекции устойчивых к тяжелым металлам генотипов по фенотипическим признакам. Результаты проведённых исследований также показали, что существует генетическая изменчивость гороха по устойчивости и аккумуляции тяжелых металлов. Например, содержание кадмия в соломе гороха может варьировать в 3 раза в зависимости от генотипа растения. Обоснованная возможность сочетания в одном генотипе признаков повышенной устойчивости и минимального содержания тяжелых металлов в биомассе открывает перспективы для создания новых сортов гороха в целях получения экологически чистой продукции в условиях возрастающего загрязнения агроландшафтов тяжелыми металлами.