Czy związki pochodzenia roślinnego mogą wspierać proces oczyszczania gleby z pestycydów? Będzie to sprawdzać badaczka z Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu. Otrzymała na ten cel blisko 1,5 mln zł z Narodowego Centrum Nauki.
Trudno sobie wyobrazić współczesne rolnictwo bez pestycydów, czyli substancji stosowanych do ochrony roślin przed szkodnikami, chorobami czy chwastami. Mają wpływ zarówno na wysokość plonów, jak i bezpieczeństwo żywnościowe. Jednocześnie jednak intensywne i długotrwale ich stosowanie powoduje, że pozostałości gromadzą się w glebie, a to stanowi poważne zagrożenie dla zdrowia ekosystemów glebowych. Potwierdza to monitoring środowiskowy prowadzony w Europie, którego wyniki dowodzą, że ponad 80% badanych gruntów rolnych zawiera poziomy pestycydów nierzadko wyższe niż ich przewidywane stężenia środowiskowe. Co więcej, te pozostałości mogą utrzymywać się w glebie przez określony czas, prowadząc nawet do zanieczyszczenia wód gruntowych oraz negatywnie wpływając na różnorodność i aktywność nie tylko mikroorganizmów, ale też takich organizmów, jak dżdżownice czy skoczogonki.
Zakłócenie naturalnych procesów może pogorszyć żyzność gleby i jej zdolność do podtrzymywania życia. Dzisiaj, mając świadomość globalnych wyzwań związanych z ochroną środowiska, a przede wszystkim zrównoważonym rolnictwem, to naprawdę nie tylko wyzwanie naukowe, ale też realny problem do rozwiązania na poziomie praktycznym, implementującym to, co uda się opracować naukowcom – podkreśla dr hab. Irmina Ćwieląg-Piasecka z Instytutu Nauk o Glebie, Żywienia Roślin i Ochrony Środowiska Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu.
Jak wyjaśnia, w środowisku glebowym występują nie tylko pozostałości pestycydów, ale przede wszystkim naturalne związki organiczne – tzw. wtórne metabolity roślinne (SPMs), które powstają podczas rozkładu resztek roślinnych, wydzielania korzeniowego oraz aktywności mikroorganizmów. Szczególną grupę stanowią tu związki fenolowe, takie jak kwas p-hydroksybenzoesowy, p-kumarowy, wanilinowy oraz syryngaldehyd – występujące w różnych glebach, zwłaszcza w strefie korzeniowej roślin, i wpływające na wiele procesów biologicznych w glebie, m.in. na aktywność mikroorganizmów, równowagę redoks czy aktywność enzymatyczną.
Co prawda coraz więcej wiemy o ich roli w regulacji mikrobiologii gleby i oddziaływaniu z roślinami, ale wciąż brakuje nam wiedzy na temat ich wpływu na degradację pestycydów. Do tej pory badania dotyczące wpływu SPM na rozkład pestycydów koncentrowały się jedynie na pojedynczym, popularnie stosowanym herbicydzie – MCPA. Wykazano w nich, że kwas syryngowy może stymulować degradację tego herbicydu przez wspieranie mikroorganizmów odpowiedzialnych za rozkład, co sugeruje pewien potencjał naturalnych metabolitów roślinnych w bioremediacji, czyli naturalnym sposobie oczyszczania środowiska – tłumaczy.
Badaczka dodaje, że naukowcy wciąż nie wiedzą, czy podobne efekty występują w przypadku innych popularnych pestycydów w tym insektycydów i fungicydów, które również stanowią poważne zagrożenie dla zdrowia gleby. Stąd też wziął się pomysł na jej projekt.
Zbadam wpływ czterech naturalnych związków fenolowych na biodegradację pięciu powszechnie stosowanych pestycydów: herbicydu fluroksypyr, insektycydów acetamipryd i pirimikarb oraz fungicydów tebukonazol i azoksystrobina. Same badania będą prowadzone w kontrolowanych warunkach w doświadczeniach wazonowych w laboratorium, z wykorzystaniem najczęściej spotykanego uziarnienia polskich gleb, a więc piasku gliniastego, jak również gleby gliniastej oraz pylastej – wyjaśnia.
Swoje badania będzie też prowadzić w warunkach polowych, co pozwoli lepiej symulować rzeczywiste warunki panujące w glebach. Przeanalizuje także zmiany w aktywności enzymatycznej gleby, składzie mikrobiologicznym oraz toksyczności pestycydów dla organizmów glebowych w obecności związków fenolowych, co pozwoli ocenić, czy mają korzystny wpływ na funkcjonowanie ekosystemu glebowego.
Wyniki projektu pozwolą lepiej zrozumieć, czy naturalne związki produkowane przez rośliny mogą przyspieszać lub modyfikować procesy rozkładu pestycydów, zmniejszając ich negatywne skutki dla gleby. To z kolei daje szanse na rozwój nowych, ekologicznych strategii ochrony gleby i zrównoważonego rolnictwa, wpisujących się w polityki Unii Europejskiej, takie jak Europejski Zielony Ład czy strategia Farm to Fork, które mają na celu redukcję użycia pestycydów i poprawę stanu środowiska naturalnego.
Na realizację projektu otrzymała blisko 1,5 mln zł w ramach grantu OPUS Narodowego Centrum Nauki.
MK, źródło: UPWr
Bardzo pożyteczny projekt, ale nie sądzę by dało się poważne badania tego rodzaju wykonać w ramach jednego projektu trwającego 3-4 lata. Tu trzeba mieć perspektywę ciągłych badań które będzie można prowadzić przez przynajmniej lat 20.