Studiul și Rolul Bacteriei Rhizobium în Solul Poluat cu Metale Grele

Studiul bacteriilor Rhizobium și condiţiile de viaţă ale acestora în solurile din România se impune, datorită rolului acestora în creșterea fertilităţii solurilor.

Stadiul actual al cercetărilor privitoare la bacteriile Rhizobium și la relaţia lor cu mediile poluate este diferit de la o ţară la alta. Totuși, apreciem că ţările care întrunesc condiţii favorabile pentru culturi anuale de leguminoase sau pentru culturi perene , în special S.U.A., Japonia, Franţa, India, Germania, U.K. și altele, acordă o importanţă covârșitoare acestor specii.

Pe plan internaţional există preocupări constante referitoare la supravegherea stării ecologice a solurilor şi a mediului înconjurător în ansamblul său. Cercetările referitoare la biodiversitatea şi biologia solurilor au căpătat o mare amploare după anii 1990, respectiv după summit-ul de la Rio de Janeiro privitor la problemele mediului înconjurător, la care s-a adopat Convenţia Internaţională asupra biodiversitărţii. Aceste cercetări au luat amploare datorită conştientizării riscurilor indusrializării şi impactului acestora asupra solului, ca factor de stabilitate pentru mediul înconjrător. Conservarea biodiversităţii solurilor şi ameliorarea acesteia acolo unde s-au produs acţiuni cu impact negativ (poluarea solurilor cu contaminanţi organici sau cu metale grele, degradarea fizică a solurilor cu implicaţii grave asupra condiţiilor de viaţă ale organismelor vii din sol etc.) reprezintă teme de interes major pentru oamnii de ştiinţă şi pentru specialişti în general, întrucât de acestea depinde fertilitatea naturală a solurilor şi echilibrul ecologic al arealelor vizate.

Contaminarea cu metale grele este larg răspândită în prezent (Nriagu, 1990). Solurile pot fi contaminate cu metale grele ca urmare a unei largi varietăţi de surse antropice, precum metalurgia, mineritul, industria energetică, aplicarea pesticidelor şi a îngrşămintelor chimice, aplicarea nămolurilor de epurare pe solurile agricole şi altele (Giller et al., 1989; McGrath et al., 1995; Robinson et al., 2001).

În ultimele decenii au crescut îngrijorările privind contaminarea cu metale grele, nu doar datorită toxicităţii lor pentru animale, plante şi microorganisme dar, de asemenea, pentru că ele devin imobilizate irevesibil în componentele solului (McGrath şi Lane, 1989). Nivelurile conţinuturilor solurilor în metale depind de nivelurile emisiilor, de transportul metalului de la sursă la locul acumulării şi de reţinerea acestuia odată ajuns în sol (Alloway, 1995). Câteva metale, precum Zn, Cu, Ni şi Cr sunt micronutrienţi esenţiali sau benefici pentru plante, animale şi microorganisme, în timp ce altele, precum Cd, Hg şi Pb au funcţii biologice şi/sau fiziologice necunoscute. Oricum, toate aceste metale pot fi toxice la concentraţii relativ reduse (Gadd, 1992). Atunci când au fost expuse unor concentraţii moderate de metale grele, microorganismele solului s-au dovedit a fi foarte sensibile (Giller et al., 1998). Numeroase studii au arătat că metalele influenţează negativ microorganismele (Shi et al., 2002), afectându-le creşterea, morfologia şi activităţile (Bååth et al, 1998; Lakzian at al., 2002; Khan şi Scullion, 2002), inclusiv fixarea simbiotică a N2 (McGrath et al., 1988). Aceste metale exercită o presiune selectivă asupra organismelor, care determină apariţia de populaţii microbiene cu toleranţă ridicată la metale dar au o diversitate scăzută în comparaţie cu ariile vecine nepoluate (Bååth et al, 1992; Bååth et al, 1998).

Dintre metalele neesenţiale, cadmiul (Cd) este cel mai ameninţător datorită mobilităţii sale foarte mari şi biodisponibilităţii. Prezenţa sa în solurile agricole se datorează unor practici comune, precum aplicarea îngrăşămintelor fosfatice, a nămolurilor industriale şi domesice, care exercită adesea un imact negativ asupra comunităţilor microbiene ale solurilor. Studiul mecanismelor de detoxifiere a bacteriilor din sol privitor la Cd este foarte important pentru creşterea abilităţii acestora de a tolera concentraţii ridicate de metal în soluri. Întrucât bacterii ale solului, precum Rhizobium, sunt foarte importante penru creşterea fertilităţii solului, ele oferă un foarte bun sistem de studiu al interacţiunilor Cd-microorganisme în sistemele agricole.

Biodiversitatea solurilor este dată de prezenţa în interiorul acestora a numeroase forme de viaţă reprezentate de macrofaună, microfaună, flora şi microflora adăpostite sol. Toate aceste forme de viaţă ce se regăsesc în sol fac obiectul de studiu al biologiei solului dată fiind importanţa lor covârşitoare pentru fertilitatea solului.

Flora solului, respectiv microflora sunt reprezentate de numeroase specii de bacterii, ciuperci, actinomicete, alge, cianofite etc. Dintre speciile de bacterii prezente în sol, o importanţă deosebită o au cele implicate în ciclul azotului, iar dintre acestea, bacteriile aparţinând genului Rhizobium sunt foarte mult studiate datorită rolului lor în fixarea azotului atmosferic (molecular) în simbioză cu specii de plante superioare din familia Leguminosae. Importanţa acestor specii este foarte mare şi, de aceea, foarte mulţi cercetători şi specialişti din întreaga lume întreprind cercetări cu privire la impactul diferitelor activităţi antropice asupra lor.