Экотоксикологические последствия воздействия остаточных пестицидов на полезные почвенные бактерии: обзор

В последнее время оптимизация растениеводства стала необходимой для удовлетворения продовольственных потребностей постоянно растущего населения планеты. Для решения этой сложной задачи в интенсивном сельском хозяйстве резко возросло применение агрохимикатов, включая синтетические пестициды. Однако чрезмерное и нерациональное использование пестицидов для повышения производства продовольствия приводит к их избыточному накоплению в почве. При превышении пороговых концентраций пестициды отрицательно влияют на численность, разнообразие, состав и функциональные свойства микробиома ризосферы. Дополнительными причинами для беспокойства служат стоимость пестицидов и развитие устойчивости к ним у насекомых-вредителей. В результате истощение пула почвенных питательных веществ вызывает существенное снижение продуктивности сельского хозяйства, что обусловливает необходимость поиска новых экологически безопасных технологий устойчивого растениеводства. В этих условиях микроорганизмы ризосферы играют важную роль в детоксикации загрязнённой среды и восстановлении пригодности почвы для возделывания растений благодаря обезвреживанию загрязнителей, ризоремедиации, биоремедиации, разложению пестицидов и снижению последствий стресса, что способствует повышению урожайности. Реакция почвенных микроорганизмов на различные химические пестициды неодинакова и варьирует от неблагоприятных изменений до гибели полезных микроорганизмов. На клеточном и биохимическом уровнях пестициды нарушают морфологию, ультраструктуру, жизнеспособность и проницаемость клеток, а также многие биохимические процессы, включая белковые профили почвенных бактерий. Некоторые классы пестицидов также нарушают молекулярное взаимодействие между сельскохозяйственными культурами и их симбионтами, препятствуя нормальному протеканию полезных биологических процессов. При этом вредное воздействие пестицидов на почвенные микроорганизмы изучено недостаточно. В настоящем обзоре освещены последние данные о потенциальном воздействии синтетических пестицидов на различные группы почвенной микробиоты. Особое внимание уделено поиску и разработке стратегий, позволяющих сократить применение химических пестицидов в реальных полевых условиях, сохранить жизнеспособность полезных почвенных бактерий и качество почвы, а также обеспечить безопасное и устойчивое растениеводство даже на загрязнённых пестицидами почвах.