Відновлення деградованих ландшафтів із застосуванням біотехнологій

Abstract

Ґрунтовий покрив – важливий компонент екосистеми, що є сукупністю ареалів ґрунтової біоти, збалансоване функціонування якої лежить в основі самого існування екосистем. Тривала інтенсифікація землекористування сприяла широкому застосуванню хімічних речовин у ґрунті, що призвело до засолення, ерозії та виснаження органічного вмісту. Варто зауважити, що ґрунтові ресурси вичерпні, і у разі сильно виражених деградаційних процесів часто не підлягають регенерації. Процеси природного відродження та самоочищення є складними та довготривалими і не забезпечують повного відновлення деградованих природних ландшафтів, що зумовлює необхідність підтримки та оптимізації стану ґрунтів, а у разі необхідності – їх інтенсивного відновлення. У зазначеному контексті особливої ваги набувають біотехнології, що передбачають використання мікробних консорціумів для ґрунту, фіторемедіацію та біоремедіацію, біологізацію процесів оброблення землі та застосування генетичних методів для підвищення стійкості екосистем. У дослідженні обґрунтовано, що стимулювання природних процесів регенерації деградованих ландшафтів, підкріплена біотехнологічними засобами, дозволяє покращити структуру ґрунту, нейтралізувати забруднення, стимулювати ріст рослинності та підвищувати резильєнтність ландшафтних екосистем до впливу стресорів. Особлива увага в дослідженні приділена біоремедіації. Доведено, що доповнюючи природну мікробіоту в середовищі ґрунту, біостимуляція підвищує її здатність розкладати забруднюючі речовини. Натомість, біоаугментація є більш доцільною до застосування в разі, коли місцеве мікробне середовище не володіє необхідними можливостями для ефективного розкладання полютантів. У дослідженні запропоновано загальний алгоритм впливу технологічних інновацій на рівень стійкості деградованих ландшафтів. Розглянуто довгострокові наслідки точного землеробства для екосистеми: захист від процесів ерозії та засолення, регенерація деградованих ґрунтів, покращення гідрологічного режиму

Soil cover is an important component of the ecosystem, and its balance depends on its proper functioning. Natural regeneration and self-cleaning processes do not ensure the restoration of degraded natural landscapes, which necessitates the need to maintain and optimize the state of soils, and if necessary, their intensive restoration. In this context, biotechnology, which involves the use of microbial consortia for soil, phytoremediation and bioremediation, biologization of land cultivation processes and the use of genetic methods to increase the stability of ecosystems, is of particular importance. The study substantiates that stimulating natural processes of regeneration of degraded landscapes, supported by biotechnological means, allows to improve soil structure, neutralize pollution, stimulate vegetation growth and increase the resilience of landscape ecosystems to the effects of stressors. It is proven that by supplementing the natural microbiota in the soil environment, biostimulation increases its ability to decompose pollutants. In contrast, bioaugmentation is more appropriate for use in cases where the local microbial environment does not have the necessary capabilities for effective decomposition of pollutants. The study proposes a general algorithm for the impact of technological innovations on the level of sustainability of degraded landscapes. The long-term consequences of precision agriculture for the ecosystem are considered: protection from erosion and salinization processes, regeneration of degraded soils, improvement of the hydrological regime.