2023 Autora: Kaylee MacAlister | [email protected]. Última modificació: 2023-05-21 07:59
Un grup de científics i biòlegs del sòl de Rostov va determinar com la contaminació del sòl amb metalls afecta el creixement i els processos fisiològics del cultiu més important del sud de Rússia: l'ordi de primavera. En aquestes condicions, la planta acumula elements tòxics que poden entrar als aliments a través de la cadena alimentària. Els científics han proposat reduir el contingut de metalls de l’ordi mitjançant biochar i bacteris resistents als metalls. Els investigadors van informar del seu treball a la revista Enviromental Geochemistry and Health. Aquesta investigació va rebre el suport d’una subvenció del Programa Presidencial de Projectes de Recerca de la Russian Science Foundation.
El problema de la contaminació del sòl cada cop és més crític per a l'agricultura de les regions industrials de Rússia cada any. Els metalls pesants redueixen la velocitat de creixement i la productivitat de les plantes, i l'acumulació de plom, zinc i altres elements fa que els productes resultants siguin potencialment perillosos per als animals i els humans. Els científics han demostrat que el biocarbur derivat de residus de cultius i microbis resistents al metall pot ajudar a restaurar el sòl contaminat i produir productes vegetals respectuosos amb el medi ambient.
Els investigadors van conrear ordi (Hordeum vulgare L.) al sòl de la capa superior contaminada amb residus industrials recollits a la zona del llac Ataman. Van col·locar 20 llavors d'ordi cadascuna en testos especialment preparats, un dels quals es va afegir amb biochar, l'altre amb bacteris resistents al metall i el tercer amb tots dos. Es va plantar un altre grup de plantes en sòls contaminats sense additius i es va estudiar l'ordi cultivat sobre un substrat net per controlar-lo.
Després de 60 dies, els biòlegs van avaluar la dinàmica de creixement i desenvolupament de l'ordi, van estudiar paràmetres fisiològics que caracteritzaven el procés de fotosíntesi i evaporació de l'aigua per part d'una planta i també van realitzar estudis microscòpics. A l’ordi cultivat al sòl amb bacteris resistents al biochar i al metall, el brot era de 2, 1 vegades, la longitud de l’arrel era de 1, 7 vegades, la longitud de les fulles era de 2, 3 vegades i el pes sec de 3 vegades. més gran en comparació amb plantes de sòls simplement contaminats, i gairebé va arribar a la mida del "control". Segons els científics, la planta va començar a evaporar l’aigua més ràpidament, i aquest és un procés necessari per al metabolisme. Per avaluar-lo, es van pesar les plantes sobre una balança ultra precisa que transmet dades de pes a un ordinador a intervals de 3 segons.
Els investigadors van utilitzar les diferències en aquestes mesures entre plantes controlades i contaminades per avaluar la toxicitat dels elements químics. A més, van realitzar una anàlisi espectral de mostres cremades (arrels, tiges i fulles) per detectar la presència de metalls pesants, i van trobar que la introducció de biochar i bacteris al sòl contaminat redueix el seu contingut en 1, 78-9, 23 i 1, 79 - 5, 30 vegades, respectivament, mentre que l'ús combinat va provocar una disminució del contingut de tots els metalls estudiats 3, 11 - 17 vegades.
El creixement de l’ordi en sòls contaminats va provocar l’acumulació de metalls pesants tant a les arrels com als teixits vegetals de l’altura. A més, els elements tòxics també van afectar les plantes a nivell cel·lular. Mitjançant microscopis, els científics van trobar que la integritat i la funció de les cèl·lules de l’ordi cultivades en sòls contaminats també estaven compromeses. Van observar l’efecte de les substàncies tòxiques sobre l’anatomia de les plantes, els seus orgànuls i sobre l’estructura interna dels cloroplasts implicats en la fotosíntesi. Tots aquests canvis van influir en l’estat fisiològic de l’ordi. Els biòlegs han conclòs que l'aplicació de biochar al sòl en combinació amb bacteris resistents als metalls pesants és eficaç en la rehabilitació de sòls contaminats i que els canvis positius causats pel tractament es poden rastrejar a tots els nivells d'organització de les plantes.
“Amb l'ajut de biochar que uneix metalls i bacteris resistents als metalls, es pot reduir la toxicitat dels sòls agrícoles contaminats. Ara una de les nostres tasques principals serà estudiar els processos que es produeixen amb plantes sota la influència d’aquests additius. En el futur, aquest treball ajudarà a la gent a desenvolupar mètodes per netejar el sòl de la contaminació amb metalls pesants i altres substàncies tòxiques ", assenyala Svetlana Sushkova, directora de projecte d'una beca de la Russian Science Foundation, Ph. D., investigadora sènior a la Universitat Federal del Sud (Rostov-on-Don).