Te rośliny są hiperakumulatorami. Pochłaniają setki jednostek toksyn z gleby

Dynie, wierzby i topole, to niektóre z gatunków roślin stosowanych do oczyszczania gleby z zanieczyszczeń organicznych. /fot. Pixabay

Dynie, wierzby i topole, to niektóre z gatunków roślin stosowanych do oczyszczania gleby z zanieczyszczeń organicznych. Jakie cechy gatunków są pożądane i jak przyspieszyć proces remediacji gleby badają naukowcy z Wydziału Biologii i Ochrony Środowiska Uniwersytetu Łódzkiego.

Prace prowadzone są pod kierownictwem dr Anny Wyrwickiej-Drewniak z Katedry Fizjologii i Biochemii Roślin, która zwróciła uwagę, że rośliny nie mają możliwości fizycznej zmiany otoczenia, nie mogą migrować w przypadku pogorszenia się warunków życia w związku z czym wykształciły mechanizmy pozwalające przetrwać działanie niekorzystnych warunków środowiska.

Wciągają toksyny korzeniami

Często są jednak narażone na czynniki atmosferyczne, brak lub nadmiar składników mineralnych czy zanieczyszczenia środowiska. W zależności od gatunku i odmiany różne rośliny radzą sobie z tymi warunkami gorzej lub lepiej, ale są i takie, które radzą sobie znakomicie. To właśnie z powodu tych zdolności człowiek sięga po nie w celu oczyszczenia gleby.

Badania prowadzone przez biologów UŁ dotyczą zdolności roślin do oczyszczania podłoża, a także badane są rośliny jadalne pod kątem tego, czy pobierają z gleby szkodliwe substancje i czy mogą być przez to niebezpieczne dla człowieka. Naukowcy sprawdzają też, czy dana roślina - jej gatunek i odmiana - ma możliwość pochłaniania zanieczyszczeń. Jednocześnie badają, czy roślina nie jest zbyt wrażliwa na działanie danego zanieczyszczenia i jest w stanie rosnąć w zanieczyszczonym środowisku.

Jak wyjaśniła dr Wyrwicka-Drewniak, rośliny mogą oczyszczać glebę na różne sposoby. Po pierwsze mogą pobierać zanieczyszczenia z gleby przez strefę korzeniową. Po drugie, mogą „współpracować" z mikroorganizmami, które zasiedlają ryzosferę, czyli tę część gleby, która przerośnięta jest korzeniami.

- To właśnie mikroorganizmy, np. bakterie, posiadają mechanizmy, które umożliwiają rozkład niektórych związków organicznych. Często zdarza się, że mikroorganizmy rozwijają się lepiej jeśli są w ryzosferze, czyli potrzebne są im rośliny, a dokładniej ich korzenie. Jednocześnie rośliny mogą wydajniej pobierać zanieczyszczenia jeśli gleba jest zasiedlona przez odpowiednie mikroorganizmy. Zdarza się więc, że glebę specjalnie zaszczepia się mikroorganizmami o sprawdzonych właściwościach w zakresie promowania wzrostu roślin. Dzięki temu roślina lepiej się rozwija, buduje większą biomasę, a co za tym idzie, może pobrać więcej zanieczyszczeń z podłoża – tłumaczyła biolożka.

Okazuje się, że wiele roślin ma zdolność oczyszczania gleby. Są jednak wśród nich takie, które specjalizują się w remediacji konkretnych rodzajów zanieczyszczeń.

To są hiperakumulatory

- Z badań wynika, że istnieją gatunki roślin, które są hiperakumulatorami, czyli pochłaniają nawet kilkaset razy więcej jednostek szkodliwych substancji, niż inne rośliny. Dotyczy to przede wszystkim oczyszczania podłoża z metali ciężkich. Wśród tych roślin można wymienić między innymi: tobołki alpejskie (cynk, kadm), tobołki okrągłolistne (ołów), smagliczka (nikiel), berkheya coddii - bardzo wydajny hiperakumulator niklu, akumuluje także kadm, ołów i cynk – wskazała dr Wyrwicka-Drewniak.

Jeśli zaś chodzi o zanieczyszczenia organiczne, to wśród najskuteczniejszych roślin królują wierzba i topola. Są to bowiem rośliny niezbyt wymagające, które rosną nawet na bardzo ubogiej i zanieczyszczonej glebie.

- Dodatkowo charakteryzują się bardzo szybkim przyrostem biomasy, a jest to bardzo pożądana cecha z punktu widzenia remediacji. Na przykład wierzba wiciowa stosowana jest jako roślina energetyczna. Jej przyrost jest tak szybki, że co dwa lata kosi się ją specjalnymi kombajnami. To doskonała kandydatka z punktu widzenia remediacji. Ponadto oba wymienione wyżej gatunki roślin są niejadalne, nie istnieje więc ryzyko zatrucia ludzi poprzez wprowadzenie ich do diety – podkreśliła badaczka.

Nie brakuje też roślin wykorzystywanych przy remediacji wód. Pałka wodna, tatarak, kosaciec, oczeret jeziorny i manna mielec, mają bardzo rozbudowane systemy korzeniowe, dzięki czemu przepływająca przez korzenie woda doskonale się oczyszcza.

- W ten sposób zmniejsza się między innymi zawartość azotu i fosforu w wodzie. A to z kolei zapobiega zakwitom sinicowym w położonych niżej zbiornikach wodnych – zaznaczyła.

- Badacze z różnych stron świata testują zdolności remediacyjne konopi siewnych pod kątem remediacji metali oraz metaloidów. Inne rośliny, które badałam pod względem oczyszczania gleby z dioksyn i związków dioksynopodobnych, to rośliny dyniowate, między innymi dynie i cukinie – dodała dr Wyrwicka-Drewniak.

Wiedza zdobyta przez biologów UŁ w tym zakresie może być wykorzystywana dwutorowo. Po pierwsze badane są rośliny jadalne, szczególnie te, które spożywane są bez obróbki termicznej - różne rodzaje sałat, cykoria, oregano, bazylia, tymianek.

- Ta wiedza jest nam konieczna żeby uniknąć ryzyka skażenia pożywienia. Po drugie na podstawie badań dowiadujemy się jakie rośliny wykazują największą zdolność remediacji i jednocześnie są najbardziej odporne na działanie zanieczyszczeń. Dzięki temu wiemy jakie gatunki i odmiany roślin należy stosować na terenach zanieczyszczonych, by jak najskuteczniej oczyścić glebę – podkreśliła badaczka.