Ученые из Бразилии и Великобритании предложили комплексный метод борьбы с загрязнением почв атразином – одним из самых распространенных гербицидов в сельском хозяйстве. Технология основана на совместном действии биоугля, почвенных бактерий и бобового растения канавалия мечевидная.
Атразин активно применяют для защиты полей сахарного тростника и кукурузы в Бразилии. В 2023 году в стране продали около 22 тыс. тонн этого вещества. Однако гербицид надолго задерживается в почве и воде, представляя угрозу для экосистем и, возможно, для здоровья человека. Из-за опасений, связанных с канцерогенностью, Евросоюз запретил атразин ещё в 2004 году.
Первый компонент предложенной системы – биоуголь, который получают при нагревании сельхозотходов вроде кукурузных стеблей и кофейной шелухи без доступа кислорода. Благодаря пористой структуре он эффективно улавливает и удерживает молекулы атразина, не давая им проникать в грунтовые воды. При этом биоуголь не просто консервирует гербицид, а создаёт микрозоны, где накопленное вещество становится доступным для постепенного разложения микроорганизмами. Кроме того, он улучшает качество почвы и связывает углекислый газ.
Вторую задачу в системе решают бактерии рода Pseudomonas. Они способны полностью расщеплять атразин на безопасные соединения – аммоний и углекислый газ. По оценкам исследователей, микробная очистка экономически выгоднее традиционных физико-химических методов, поскольку бактерии самостоятельно размножаются в почве, и затраты на поддержание процесса со временем снижаются.
Третьим элементом выступает растение канавалия мечевидная (jack bean). Его мощная корневая система выделяет органические вещества, которые служат пищей для полезных микробов, включая Pseudomonas. Бактерии, в свою очередь, стимулируют рост самого растения. Канавалия также обогащает почву азотом, создавая благоприятные условия для всего процесса очистки.
Сочетание трёх компонентов превращает прикорневую зону в своего рода «биореактор». Биоуголь контролирует распространение токсина и улучшает почву, бактерии его разрушают, а растение поддерживает жизнедеятельность всей системы. Такой комплексный подход, по словам авторов, решает главную проблему существующих методов биоремедиации, которые часто неэффективны поодиночке.
Исследователи признают, что технология сталкивается с рядом трудностей. Сложно стандартизировать производство биоугля с нужными свойствами, а эффективность растения зависит от погодных условий. Главным препятствием остаётся выживаемость бактерий: им приходится конкурировать с местной микрофлорой и выдерживать стрессовые условия. Для подтверждения работоспособности метода в разных климатических зонах необходимы долгосрочные полевые испытания.