Исследователи из Центра экологических исследований имени Гельмгольца (UFZ) провели масштабный анализ более 100 научных работ, посвященных использованию покровных растений для очистки почв от различных загрязнителей. Результаты этого исследования, опубликованные в журнале "Trends in Plant Sciences", демонстрируют значительный потенциал растений-сидератов не только для улучшения структуры почвы, но и для её очистки от вредных веществ.
Современное сельское хозяйство сталкивается с серьезной проблемой загрязнения пахотных земель. Среди наиболее распространенных загрязнителей выделяются нитраты, пестициды, тяжелые металлы, микропластик, соли и гены устойчивости к антибиотикам. Эти вещества накапливаются в почве, снижая её плодородие и представляя угрозу для экосистем и здоровья человека.
Профессор Мари Мюэ, руководитель исследовательской группы по биогеохимии растений в UFZ и старший автор исследования, вместе с доктором Пуджей Шарма, первым автором работы, систематизировали данные о том, как различные виды покровных растений могут помочь в решении этой проблемы.
Покровные растения, или сидераты, традиционно используются в сельском хозяйстве для защиты почвы от эрозии, обогащения её питательными веществами, регулирования температуры почвы, стимулирования образования гумуса и секвестрации углекислого газа. Однако их способность поглощать и перерабатывать загрязнители делает их ещё более ценными для устойчивого земледелия.
Для борьбы с нитратами особенно эффективны рожь и подсолнечник. Эти растения активно поглощают нитраты из почвы и могут оставаться на поле в качестве зеленого удобрения, возвращая органические формы азота в почву. Для удаления тяжелых металлов, таких как кадмий, подходят различные виды клевера, рожь, рапс и подсолнечники. Важно отметить, что после поглощения металлов эти растения следует удалять с поля. Они не подходят для корма животных, но могут использоваться для производства биогаза. Интересно, что у подсолнечника металлы накапливаются преимущественно в листьях, поэтому семена все еще могут быть собраны для использования.
Для очистки почвы от пестицидов исследователи рекомендуют горчицу, траву и крталарию (суннскую коноплю). Семена горчицы потенциально могут быть собраны после использования растения для фиторемедиации. Что касается микропластика и генов устойчивости к антибиотикам, исследования в этой области ограничены, но ученые отмечают важную роль почвенных микроорганизмов и их взаимодействия с покровными растениями.
Для дальнейшего изучения эффективности фиторемедиации команда UFZ запускает проект SmartManure летом 2025 года. Это полевое исследование будет проводиться в сотрудничестве с фермерами и направлено на изучение эффективности различных покровных растений для очистки почвы, а также на проверку практичности этого метода в реальных условиях.
Использование покровных растений для фиторемедиации представляет собой естественный, климатически нейтральный метод улучшения здоровья почвы. Однако для разработки эффективных стратегий, адаптированных к различным местоположениям, типам почв и проблемам загрязнения, необходимы дополнительные исследования. Тем не менее, уже сейчас очевидно, что этот подход имеет значительный потенциал для создания более устойчивого сельского хозяйства через оздоровление почв.
Изображение носит иллюстративный характер
Современное сельское хозяйство сталкивается с серьезной проблемой загрязнения пахотных земель. Среди наиболее распространенных загрязнителей выделяются нитраты, пестициды, тяжелые металлы, микропластик, соли и гены устойчивости к антибиотикам. Эти вещества накапливаются в почве, снижая её плодородие и представляя угрозу для экосистем и здоровья человека.
Профессор Мари Мюэ, руководитель исследовательской группы по биогеохимии растений в UFZ и старший автор исследования, вместе с доктором Пуджей Шарма, первым автором работы, систематизировали данные о том, как различные виды покровных растений могут помочь в решении этой проблемы.
Покровные растения, или сидераты, традиционно используются в сельском хозяйстве для защиты почвы от эрозии, обогащения её питательными веществами, регулирования температуры почвы, стимулирования образования гумуса и секвестрации углекислого газа. Однако их способность поглощать и перерабатывать загрязнители делает их ещё более ценными для устойчивого земледелия.
Для борьбы с нитратами особенно эффективны рожь и подсолнечник. Эти растения активно поглощают нитраты из почвы и могут оставаться на поле в качестве зеленого удобрения, возвращая органические формы азота в почву. Для удаления тяжелых металлов, таких как кадмий, подходят различные виды клевера, рожь, рапс и подсолнечники. Важно отметить, что после поглощения металлов эти растения следует удалять с поля. Они не подходят для корма животных, но могут использоваться для производства биогаза. Интересно, что у подсолнечника металлы накапливаются преимущественно в листьях, поэтому семена все еще могут быть собраны для использования.
Для очистки почвы от пестицидов исследователи рекомендуют горчицу, траву и крталарию (суннскую коноплю). Семена горчицы потенциально могут быть собраны после использования растения для фиторемедиации. Что касается микропластика и генов устойчивости к антибиотикам, исследования в этой области ограничены, но ученые отмечают важную роль почвенных микроорганизмов и их взаимодействия с покровными растениями.
Для дальнейшего изучения эффективности фиторемедиации команда UFZ запускает проект SmartManure летом 2025 года. Это полевое исследование будет проводиться в сотрудничестве с фермерами и направлено на изучение эффективности различных покровных растений для очистки почвы, а также на проверку практичности этого метода в реальных условиях.
Использование покровных растений для фиторемедиации представляет собой естественный, климатически нейтральный метод улучшения здоровья почвы. Однако для разработки эффективных стратегий, адаптированных к различным местоположениям, типам почв и проблемам загрязнения, необходимы дополнительные исследования. Тем не менее, уже сейчас очевидно, что этот подход имеет значительный потенциал для создания более устойчивого сельского хозяйства через оздоровление почв.
