Загрязнение почв тяжелыми металлами представляет серьезную экологическую проблему, требующую разработки эффективных и экологически безопасных методов очистки. Традиционные физико-химические методы ремедиации часто приводят к нарушению структуры почвы и снижению ее биологической активности. Данное исследование направлено на оценку эффективности микробно-растительных ассоциаций в биоремедиации почв промышленных зон, загрязненных комплексом тяжелых металлов (Pb, Cd, Cr, Cu, Zn). В работе использовался интегрированный подход, включающий скрининг и селекцию металлустойчивых микроорганизмов, оценку аккумулирующей способности различных видов растений-гипераккумуляторов и анализ синергетических эффектов их совместного применения. Экспериментальная база включала 78 опытных участков в трех промышленных зонах с различной структурой загрязнения и типом почвенного покрова. Полевые испытания проводились в течение двух вегетационных сезонов (2021-2023 гг.). Результаты показали, что консорциум металлустойчивых бактерий, включающий штаммы Pseudomonas putida, Bacillus megaterium и Arthrobacter globiformis в сочетании с Brassica juncea и Thlaspi caerulescens обеспечивает снижение содержания подвижных форм тяжелых металлов на 67,3-78,5% в зависимости от типа металла и почвенных условий. Впервые установлена прямая корреляция (r=0,83) между активностью микробных экзополисахаридов и биодоступностью тяжелых металлов для растений-гипераккумуляторов. Выявлен эффект синергии между процессами ризосферной бактериальной иммобилизации металлов и их фитоэкстракцией, увеличивающий общую эффективность биоремедиации на 23,7%. Предложенная технология обеспечивает не только снижение содержания токсикантов, но и восстановление биологической активности и функциональной структуры микробных сообществ загрязненных почв.
Soil pollution with heavy metals is a serious environmental problem that requires the development of effective and environmentally friendly cleaning methods. Traditional physico-chemical methods of remediation often lead to disruption of the soil structure and a decrease in its biological activity. This study is aimed at evaluating the effectiveness of microbial-plant associations in bioremediation of soils in industrial areas contaminated with a complex of heavy metals (Pb, Cd, Cr, Cu, Zn). An integrated approach was used in the work, including screening and breeding of metal-resistant microorganisms, assessment of the storage capacity of various types of hyperaccumulating plants and analysis of the synergistic effects of their combined use. The experimental base included 78 experimental sites in three industrial zones with different pollution patterns and types of soil cover. Field trials were conducted during two growing seasons (2021-2023). The results showed that a consortium of metal-resistant bacteria, including strains of Pseudomonas putida, Bacillus megaterium and Arthrobacter globiformis, combined with Brassica juncea and Thlaspi caerulescens, reduces the content of mobile forms of heavy metals by 67.3-78.5%, depending on the type of metal and soil conditions. For the first time, a direct correlation (r=0.83) has been established between the activity of microbial exopolysaccharides and the bioavailability of heavy metals for hyperaccumulating plants. The synergy effect between the processes of rhizospheric bacterial immobilization of metals and their phytoextraction has been revealed, increasing the overall efficiency of bioremediation by 23.7%. The proposed technology provides not only a reduction in the content of toxicants, but also the restoration of the biological activity and functional structure of microbial communities of contaminated soils.