Высокие темпы промышленного и сельскохозяйственного развития привели к загрязнению земель тяжелыми металлами.В современных условиях наиболее эффективным и экономичным методом решения данной проблемы считается фиторемедиация - использование растений и связанных с ними микроорганизмов. Эффективность этого метода определяется рядом факторов, среди которых особое значение имеют такие специфические свойства растений, как устойчивость к металлам и способность их накапливать, а также способность формировать значительную биомассу. Полному соответствию этим критериям отвечает растение мискантус гигантский. Этот биоэнергетический вид второго поколения привлекает внимание своей способностью расти на и низкоплодородных и заброшенных землях, сохраняя высокую продуктивность и очищая почву от неорганических и органических загрязняющих веществ.
Мискантус для фитостабилизация почв и их очищения от неорганических загрязнений
Мискантус обладает уникальной способностью поглощать тяжелые металлы из почвы, что приводит к следующим положительным эффектам:
1. Снижение концентрации тяжелых металлов в земле.
2. Увеличение секвестрации углерода (процесс, посредством которого атмосферный углерод улавливается и хранится в течение длительного времени в почве - прим.ред.).
3. Препятствие переносу тяжелых металлов.
4. Уменьшение токсичности.
5. Корректировка физико-химических характеристик почвы.
6. Влияние на видовой состав флоры, благодаря изменению биодоступности тяжелых металлов.
Применение мискантуса для фитостабилизации загрязненных почв продемонстрировало значительные результаты уже через три месяца. Было отмечено уменьшение подвижности тяжелых металлов, вызванное модификацией физических и химических свойств почвы за счет интенсивной циркуляции питательных веществ и углерода.
Также важно отметить, что пышная растительность мискантуса усилила способность почвы удерживать влагу, а его глубокие корневые выделения, содержащие органические и аминокислоты, повлияли на изменение уровня кислотности в зоне корней, растворение минеральных веществ и накопление комплексов металлов в корнях растения.
Мискантус для фито- и ризодеградации органических загрязнений
По сравнению с неорганическими веществами, органические загрязнители способны разлагаться под воздействием живых организмов благодаря различным ферментам. Растения оказывают влияние на образование сообществ микроорганизмов-разрушителей, что способствует увеличению поступления питательных веществ и кислорода в почву. Корневой интерфейс стимулирует рост и разнообразие микроорганизмов, что повышает их способность к разрушению. Процессы фитодеградации и ризодеградации основаны на синергических взаимоотношениях между растениями и сообществами микроорганизмов их ризосферы (ризосфе́ра — узкий слой почвы, прилегающий к корням растения и попадающий под непосредственное действие корневых выделений и почвенных микроорганизмов, толщиной около 2-5 мм - прим.ред.)
Мискантус может обладать значительным потенциалом для биодеградации органических загрязнителей. Исследования, проведенные в лабораторных условиях с использованием корневых выделений M. giganteus, продемонстрировали способность этого растения способствовать бактериальному разнообразию и активности, разлагающей полициклические ароматические углеводороды, включая пирен и фенантрен. Было идентифицировано более десяти бактериальных изолятов, относящихся к классу Proteobacteria, которые являются основными разрушителями, и их общая активность практически удваивалась в присутствии корневых выделений M. giganteus.
Улучшение качества почвы
На загрязненных и обедненных почвах мискантус гигантский способствуют увеличению поступления углерода и поддерживает разнообразие и активность микроорганизмов, важных для образования и восстановления почвенных частиц. Как показывают исследования, гигантеус успешно растет на почвах с высоким уровнем щелочности, недостатком питательных веществ и низкой водоудерживающей способностью. При низком общем содержании хлорофилла и небольшом выходе побегов в этих условиях корни и корневища растения росли достаточно хорошо и поддерживали процессы нитрификации, от которых зависит азотный режим почвы — один из основных факторов почвенного плодородия.
Мискантус гигантский обладает густой и поверхностной корневой системой, при этом 90% корневой биомассы проникает в первые 0,35 метра почвенного профиля. Это обеспечивает устойчивость к водной эрозии и создает эффективную ризосферу для улавливания питательных веществ и предотвращения вымывания нитратов в дренажные воды.
Помимо этого, стебли мискантуса содержат большое количество целлюлозы и других органических веществ, которые после разложения обогащают почву питательными веществами.
Увеличение биологического разнообразия
Многочисленные исследования показали, что мискантус может способствовать восстановлению почвы, воздействуя на численность и/или разнообразие микробного сообщества. Корневые выделения растений являются источником разнообразных ресурсов для роста микроорганизмов и стимулируют их активность.
Буквально за 5 лет роста мискантуса получены убедительные результаты, а через 15-20 лет, на ранее бесплодных землях, загрязненных различными составами, мы увидим впечатляющие результаты:
❒ количество дождевых червей не менее 6 ед./ кв. м.
❒ содержание органических веществ (бактерий и грибов) не менее 58%
❒ насыщение углеродом на 15%
Восстановлению микробиоты способствуют и такие факторы, как способность мискантуса препятствовать эрозии почв, накапливать влагу в зимний период, а флора под стеблестоем мискантуса дает пищу различным насекомым, в том числе бабочкам. Многочисленные виды птиц в зарослях мискантуса любят гнездоваться, получая безопасное жилище и разнообразное питание.
Источник - https://misc.farm/about-miscantus/#scroll-nav__7
Восстановление почв с использованием мискантуса гигантского представляет собой эффективный и экологически безопасный метод улучшения состояния почвы и защиты её от негативных внешних факторов. Это растение имеет широкий спектр применения и может быть использовано как в сельском хозяйстве, так и в экологических проектах.
__________________________________________________________________________________________
Если вам понравилась статья, не забудьте поставить 👍 и подписаться на наш канал ✅!
Наш сайт: https://misc.farm
Телефон: +7 (495) 177-89-89
Email: info@misc.farm
Мы в соцсетях:
Telegram: https://t.me/miscant
Одноклассники: https://ok.ru/group/70000007152054