Ученые пояснили, почему против пестицидов грибы работают лучше бактерий

Группа чилийских ученых из Университета Ла Фронтера опубликовала свою работу в журнале Agronomy 2021.

«Применение пестицидов в сельском хозяйстве помогает повысить урожайность и предотвратить потери. Однако, несмотря на преимущества пестицидов для экономики, использование этих соединений часто может иметь негативные последствия для окружающей среды и здоровья человека.

Загрязнение пестицидами происходит главным образом в результате сельскохозяйственных процессов, но также в результате производства, обращения, неправильного хранения и удаления.

Например, большие объемы загрязненных пестицидами сточных вод образуются во время послеуборочной обработки фруктов, когда пестициды гарантируют защиту плодов от грибных поражений и физиологических повреждений во время хранения. Более того, присутствие пестицидов в чрезвычайно высоких концентрациях в городских неочищенных сточных водах наблюдалось как следствие несельскохозяйственного использования.

Сточные воды, содержащие пестициды, обычно не утилизируются надлежащим образом. Ученые работают над решением проблемы, и как один из инструментов предлагаются биологические обработки.

В этом контексте различные виды микробов исследовались в качестве отдельных микроорганизмов и микробных консорциумов, причем последние менее широко изучаются, хотя именно они могут быть более продуктивными и устойчивыми, чем монокультуры.

Многие грибы и бактерии признаны разрушителями пестицидов. Например, грибы способны легко минимизировать токсичность пестицидов, изменяя их химическую структуру, а также они более устойчивы к высоким концентрациям загрязняющих веществ, чем бактерии из-за их метаболических процессов и мощных внеклеточных ферментативных систем.

Исследования грибов в процессах биоразложения увеличились в последние годы. Получены данные, что грибы могут разлагать пестициды, такие как эндосульфан, хлорпирифос, атразин и диурон среди многих других.

Эффективная система биочистки (BPS) для удаления пестицидов основана на процессах адсорбции и разложения, происходящих в органической биосмеси, состоящей из почвы, торфа и пшеничной соломы.

При BPS в работу включены многие разнообразные микроорганизмы, включая бактерии и грибы.

Недавние исследования показывают, что микробные консорциумы и отдельные штаммы бактерий удаляют, помимо перечисленных выше, ипродион, диазинон, карбофуран и глифосат, а гриб Lecanicillium saksenae, выделенный из биосмеси, был способен удалять пендиметалин.

Это исследование обеспечивает основу для внедрения системы непрерывной очистки сточных вод, содержащих смесь пестицидов, образованную атразином, ипродионом и хлорпирифосом.

Два грибных штамма (Verticilium sp. H5 и Metacordyceps sp. H12), выделенные из биосмеси смогли эффективно удалить различные концентрации пестицидов ( от 10 до 50 мг на литр ) из жидкой среды.

Период полураспада характеризовался от 5,4 до 9,2 дня для атразина, от 3,7 до 5,8 дня для ипродиона и от 2,6 до 2,9 дня для хлорпирифоса с использованием грибного консорциума. Лучший результат получен при использовании 30% концентрации инокулята 30%.

Биореактор с иммобилизованным грибным консорциумом, который работал в непрерывном режиме при различных скоростях потока (30, 60, и 90 мл/ч), потребовал примерно 10 дней для достижения эффективности удаления (атразин: 59%; ипродион: 96%; хлорпирифос: ~ 85%).

Были продуцированы следующие метаболиты пестицидов: гидроксиатразин, 3,5-дихлоранилин и 3,5,6-трихлор-2-пиридинол, и наблюдалось небольшое накопление 3,5,6-трихлор-2-пиридинола.

Вывод. Биодеградация - один из наиболее эффективных подходов к удалению пестицидных загрязнителей из широкого спектра промышленных сточных вод, а центральная роль здесь отводится грибам».

(Источник: www.mdpi.com).