Utilizarea inoculantilor pentru refacerea terenurilor degradate

Utilizarea inoculantilor pentru refacerea terenurilor degradate

Remedierea solurilor degradate si reabilitarea terenurilor prin folosirea plantelor este una din orientarile cunoscute de mult timp si larg acceptate in practica. Obiectivele cunoscute ale procedeelor de fitoremediere/rizoremediere a solului sunt inlaturarea contaminatilor din sol si refacerea “tesutului viu” care asigura fertilitatea in paralel cu obtinerea unei productii agricole rentabile, care sa asigure sustinerea pe termen mediu si lung a acestei activitati de remediere reabilitare. Solutia strategica promovata la nivel european pentru remedierea terenurilor concomitent cu asigurarea unei rentabilitati economice in exploatarea acestor terenuri degradate este folosirea in scopuri industriale non-alimentare (energetice, fire si fibre naturale, biopesticide etc.) Un exemplu de aplicare a acestei strategii este Directiva 2001/77/EC, din 27 septembrie 2001, privind 'Promovarea energiei electrice produsa din surse regenerabile, pe piata unica de energie' (transpusa in Romania prin HG nr. 443 din 10 aprilie 2003 privind promovarea productiei de energie electrica din surse regenerabile de energie), in care se mentioneaza explicit obligativitatea producerii de energie electrica din biomasa rezultata prin folosirea terenurilor degradate. In cadrul acestei strategii de reabilitare economica concomitent cu remedierea, folosirea unor bioproduse / biopreparate pe baza de inoculanti care sa determine cresterea productiei plantelor cultivate pe terenuri degradate, concomitent cu rizoremedierea solului reprezinta una din solutiile inovative.

Trebuie mentionat aici faptul ca in cazul solurilor degradate aspectul strict / direct economic (adica un raport cost / beneficii limitat la suprafata de teren reabilitata) nu este relevant. Solurile / terenurile degradate sunt un risc permanent, nu numai sub aspectul problemelor de sanatate publica datorate poluarii suplimentare pe care o genereaza, ci si sub aspectul vulnerabilitatii la conditiile climatice (se exemplifica aici prin permanentele inundatii care, vara, toamna, iarna, primavara afecteaza Romania). Se prezinta aici situatia din zona Motru. Directia Agricola Gorj a receptionat recent suprafata de 243 ha ce a facut obiectul etapei I de reconstituire si amenajare ecologica pe haldele exterioare din cadrul exploatarilor miniere de cariera Rosia, Motru, Jilt si Pesteana. Pentru aceasta etapa CNL Oltenia a cheltuit peste 67 mld. lei, respectiv aproape 300 mil. lei pentru un ha de teren degradat. In acelasi timp in zona pamantul se vindea cu 7 .. 8 milioane ha, deci evident in cazul refacerii solurilor degradate nu sunt importante beneficiile directe. Implementarea proiectului ar simplifica procedura de reconstructie ecologica / reabilitare soluri (eufemistic denumite) degradate (pentru ca de fapt nu mai sunt soluri). In mineritul de suprafata, in lipsa deschiderii unor noi fronturi largi de exploatare se resimte o lipsa acuta de sol care sa fie adus pentru reconstructie ecologica. Solutia aducerii de sol de pe alte parcele agricole este inversul glumei referitoare la sapatul unei gropi pentru a pune in ea excesul de pamant ramas de la o alta groapa. Deseori se foloseste turba in locul solului, turba fiind un excelent substrat pentru cresterea plantelor. Lignitul are proprietati asemanatoare turbei (fac parte impreuna din clasa carbunilor de pamant inferiori), iar in SUA se foloseste pe scara larga pentru ameliorarea solului (leonarditul, o forma de lignit, este cel mai renumit ameliorator de sol din SUA). In zona exploatarilor miniere de suprafata lignitul se gaseste in cantitati mari (iar cel “oxidat”, respectiv cu un continut ridicat de acizi humici, excelent ca ameliorator de sol, are capacitate calorifica mai mica si u este util ca si combustibil), dar nu poate inlocui turba pentru ca este mult mai usor de erodat / spulberat de pe suprafata. Una din solutiile de utilizare a lignitului ca ameliorator al protosolurilor rezultate din exploatarea lui este aceea a culturilor leguminoase perene asociate microorganismelor producatoare de metaboliti microbieni, care stabilizeaza solul la nivel, micro, meso si macro si fixeaza lignitul( si deci permite folosirea lignitului, aflat in zona terenurilor degradate in locul turbei – care trebuie adusa de la sute de km). Tehnologiile agricole asociate unui covor protector de leguminoase perene vor fi prezentate in cursul 12.

Biotehnologia descrisa mai sus pentru reabilitarea terenurilor degradate contribuie la refacerea capitalului natural al unor protosoluri antropice (halde de la exploatarile miniere de suprafata) ameliorate cu lignit (carbune de pamant cu continut ridicat de materie organica / acizi humici, dar cu friabilitate ridicata, favorizand eroziunea) pe doua cai: (i) macrostabilizarea solului prin fixarea cu o cultura de protectie (eng. cover crops) de mazariche si (ii) meso- si microstabilizarea granulelor de sol prin producerea de metaboliti microbieni (glomalina si fosfolipide-acizi grasi) pe seama carbonului fixat prin fotosinteza si eliminat prin exsudatele radiculare, metabolizat de catre microorganismele asociate culturii de protectie, inoculate in rizosfera plantelor prin biopreparate specifice.

In pofida faptului ca biopreparatele inoculante au multiple actiuni benefice, inclusiv asupra solului (al protectiei solului sau al refacerii capitalului natural al solurilor de pe terenurile degradate) aceste produse nu sunt larg aceesibile comercial.

O prima cauza este determinata de viziunea antropocentrista asupra fertilitatii solurilor, conform careia singura ratiune a unui sol este de a produce hrana si materii prime pentru om. Intr-o astfel de conceptie faptul ca un microorganism destinat nutritiei plantelor ar trebui sa creasca exclusiv productia utila omului, orice altfel de efecte (ca de exemplu ameliorarea solului, cu eventual efecte asupra productiei agricole peste cativa ani) nefiind luata in calcul.

Un alt aspect este cel al cadrului legislativ din ce in ce mai restrictiv. Reglementarile in domeniu pleaca de la „principul prudentei”, principiu care in acest caz este menit sa reduca la minimum riscurile biologice. Bacteria Burkholderia cepacia este un exemplu ilustrativ pentru potentialele riscuri asociate utilizarii inoculantilor microbieni.

Fig. 7. Efectele benefice si daunatoare ale bacteriilor din specia Burkholderia cepacia

Izolata de Burkholder in 1949 din leziuni ale unor plante de ceapa bacteria (care este patogena pentru bulbii de ceapa!) a fost incadrata la inceput in genul Pseudomonas. In anii „80 ai secolului trecut cateva tulpini de Pseudomonas cepacia s-a dovedit a avea multiple efecte benefice asupra plantelor de cultura, de tip PGPR, respectiv stimularea plantelor de cultura (altele decat ceapa), biodisponibilizare elementelor nutritive greu accesibile, combaterea patogenilor neparazitici de rizosfera. In 1992 bacteria a fost reclasificata ca Burkholderia cepacia si i s-au descoperit alte efecte benefice: fixator de azot simbiotic la porumb, bacterie helper (care ajuta) pentru simbiozele micorizale, protectia fructelor depozitate, capacitate de degradare xenobiotice (de tipul acidului 2,4,5 T, un erbicid larg utilizat in anii `60 ai secolului trecut, si cu rezistenta foarte mare la degradare).

In acelasi timp ( a se vedea si fig.7) Burkholderia cepacia a fost dovedita ca fiind agentul cauzal al fibrozei pulmonare cistice, o boala foarte grava de plamani, care afecteaza subiecti umani cu anumite deficiente ale sistemului de aparare din plamani.

In aceste conditii utilizarea bacteriei Burkholderia cepacia ca inoculant a generat dezbateri, concluzionandu-se ca bacteria nu trebuie sa fie multiplicata activ de om si diseminata in mediu.

Ultimele cercetari au dovedit insa ca practic nu sunt aceleasi specii de bacterii care au aceste actiuni multiple. Burkhoderia cepacia este preponderent PGPR si patogen la ceapa, speciile preponderent patogene la om fiind reclasificate mai ales ca B. cenocepacia si B. multivornas.

Problema nu este insa total rezolvata, pentru ca sunt sigur cazuri de fibroza cistica la om produse de B. cepacia. Este insa evident aici ca avem de a face cu limitele conceptului de specie bacteriana. Nu are nici un sens biologic ca o bacterie care este fixator simbiotic la porumb sa fie si patogen (oportunist) la om!

Limitele conceptului de specie aplicat bacteriilor porneste de la definirea initiala a speciei ca fiind izolata reproductiv (fara izolare reproductiva speciile nu ar mai diferentiate). In cazul bacteriilor aceasta izolare reproductiva nu se aplica, toate speciile de Proteobacterii (bacteriile gram negative, din care face parte si B. cepacia) conjugand intre ele in conditii naturale (ceea ce inseamna ca speciile nu sunt izolate reproductiv, conjugarea fiind forma de schimb de material genetic = sex la bacterii. Exista unele bacterii = „supermascul” care au capacitatea de a-si transfera intreg materialul genetic intr-o alta bacterie receptiva). Din acest motiv taxonomia bacteriana se face pe baza similaritatii unor caractere comparativ cu o tulpina tip, considerata ca fiind de referinta. Practic aceasta inseamna ca respectiva specie bacteriana exista numai in colectia de tulpini care o detine, in natura existand populatii de bacterii, mai mult sau mai putin similare cu tulpina din colectie (similaritate care depinde si de cand si cu cine s-au conjugat in ultimul timp!)

In mod evident in cazul diferitelor populatii de bacterii din genul Burkholderia (simbiotice la porumb si patogene pentru om) nu s-au aplicat criterii corespunzatoare de diferentiere taxonomica. Dar intrucat acestea sunt limitele actuale ale stiintei, in prezent avem o bacterie ubicuitara, cu rol benefic dovedit pentru plante si sol, dar pe care nu este etic sa o multiplicam pentru ca intr-un spital (in care nu s-au respectat intru-totul normele de igiena) un subiect uman cu deficit de aparare la nivelul plamanului, a fost infectat cu o bacterie care pare similara.