ИСТИНА

Цель нашего исследования – оценить потенциал почвенного прокариотного сообщества к разложению пестицидов из разных целевых групп и химических классов.

The project is aimed at solving the fundamental scientific problem of modern ecology, agriculture and soil science, associated with the identification of the role of soil microbiocenosis in the processes of pesticide mineralization. According to monitoring carried out in the EU in 2015, more than 80% of agricultural land contains residues of pesticides and their decay products (Silva V. et al., 2019). In the Russian Federation, the soils of agricultural regions are contaminated with two or three pesticides at the same time (Yearbook, 2019). In this regard, a priority direction for the development of rational nature management is the search for ways to remediate such territories and reduce the negative impact of chemical plant protection products, in particular, the creation of biopesticides, the development of drugs with low toxicity for non-target organisms. One of the types of remediation is bioremediation, i.e. using the metabolic potential of living organisms to restore disturbed areas. Microorganisms play a key role in the biodegradation of pollutants. It is the microbocenosis that forms the ecological resistance of soils to anthropogenic environmental factors (Gianfreda, L. et al .., 2008; Singh, N. et al .., 2010; Álvarez-Martín et al .., 2016). The use of microorganisms for remediation of areas contaminated with pesticides has a number of advantages: safety for the environment (in situ activation of the destructive potential of the aboriginal microbial complex of the soil), low cost of remediation, absence of toxic decay products and, consequently, the absence of secondary soil contamination. Analysis of the literature showed that most of the research in this area is devoted to the study of the biodegradation of a particular pesticide. For example, the process of microbial decomposition was studied in detail and bacteria-destructors of such pesticides as 2,4-D, prometrine, DDT, glyphosate, HCCH, MCPA were isolated (Sviridov AV et al .., 2015, Vasnetsova E.V. et al., 2016, Ignatovets O.S. et al., 2018,). However, the effectiveness of the isolated strains in the degradation of several pesticides at the same time has not been practically investigated (Rahman M.A. et al .., 2018, Khatun M.A. et al .., 2018). Moreover, as noted by Jeffries T.C., modern ecogenomic technologies, including methods of molecular genetic analysis, should be used to reveal the mechanisms of biodegradation of pesticides and assess the destructive potential of the prokaryotic community (Jeffries T.C. et al., 2018).

В рамках реализации проекта с помощью новейших методов молекулярно-генетического анализа будет оценено влияние имидаклоприда (инсектицида), беномила (фунгицида) и метрибузина (гербицида) на структуру прокариотного сообщества агродерново-подзолистой почвы при системном применении этих пестицидов. По итогам модельного эксперимента будут выделены и идентифицированы штаммы бактерий, способные производить разложение более чем одного действующего вещества пестицидов in situ. Будет определена ферментативная активность бактерий-деструкторов пестицидов. Это позволит сделать вывод о роли бактериальных ферментов в процессе биодеградации пестицидов. На основе полученных результатов будет оценен потенциал прокариотного сообщества агродерново-подзолистой почвы к разложению пестицидов из разных целевых групп (инсектицид, фунгицид и гербицид). Будут разработаны рекомендации по созданию биопрепарата для ремедиации почв, загрязненных несколькими пестицидами. Также запланировано патентование выделенных штаммов универсальных бактерий-деструкторов. По итогам исследования будет опубликована статья в журнале WoS.