Місяць наукових досліджень у Фрайберзі: від біотестування техногенних ґрунтів до пошуку стійких ціанобактерій

Минув місяць від початку наукової мобільності представників кафедри екології та технологій захисту навколишнього середовища НТУ «Дніпровська політехніка» у Технічному університеті «Фрайберзька гірнича академія» (TU Bergakademie Freiberg, Німеччина). Для професора Олександра Коврова та студенток-біологинь Юлії Іщенко й Аліни Богун цей час став періодом інтенсивної експериментальної роботи, опанування сучасних лабораторних методів і спільного пошуку екологічних рішень для відновлення техногенно порушених земель.

За місяць команда отримала важливі експериментальні результати за двома взаємопов’язаними напрямами: біотестовим оцінюванням техногенних ґрунтів, відібраних уздовж трамвайних колій, та дослідженням біокрастових мікроорганізмів із пошуком стійких форм ціанобактерій, перспективних для природоорієнтованого відновлення деградованих територій.

Перший напрям присвячений оцінюванню екологічного стану ґрунтів, що зазнають тривалого техногенного навантаження в міському середовищі. Особливу увагу приділено зразкам, відібраним уздовж трамвайних колій, де можуть поєднуватися вплив транспортного навантаження, механічного порушення ґрунтового покриву, накопичення пилу та інших техногенних факторів. Одним із ключових методів стало біотестування — використання реакції рослин як інтегрального показника якості ґрунтового середовища.

У лабораторних умовах сформовано серії компактних вегетаційних експериментів. Команда спостерігала за проростанням і розвитком тест-рослин, порівнювала інтенсивність їх росту та фіксувала відмінності між варіантами ґрунту. Візуально помітна неоднорідність реакції рослин підтверджує перспективність такого підходу для екологічного ранжування техногенних ґрунтів. Юлія Іщенко та Аліна Богун безпосередньо залучені до всього експериментального циклу — від підготовки зразків до вимірювань, систематизації й інтерпретації результатів.

Отримані результати біотестування планується аналізувати разом із фізико-хімічними характеристиками ґрунтів. Такий комплексний підхід допоможе встановити зв’язки між властивостями ґрунтового середовища та біологічною реакцією рослин, а надалі — обґрунтовувати критерії екологічної оцінки й підходи до ремедіації міських техногенно навантажених територій.

Другий напрям має біотехнологічну та природоорієнтовану спрямованість. Команда досліджує мікроорганізми біологічних ґрунтових кірок — biocrust, попередньо виділені з техногенних субстратів і культивовані в лабораторних умовах. До таких угруповань можуть входити ціанобактерії, мікроводорості, гриби та інші мікроорганізми, здатні існувати за дефіциту поживних речовин, нестабільного водного режиму та інших стресових факторів.

Протягом місяця у мікробіологічній лабораторії проводили культивування біологічного матеріалу, спостереження за розвитком культур і їх подальший аналіз. Особлива увага приділяється ціанобактеріям: завданням є виявлення найбільш стійких форм, здатних зберігати життєздатність і розвиватися за несприятливих умов. Важливим етапом став мікроскопічний аналіз сформованих культур із оцінюванням морфологічних особливостей та відбором перспективних варіантів для подальшої характеристики.

Пошук резистентних штамів має практичну перспективу для природоорієнтованих рішень. Стійкі мікроорганізми можуть бути одними з перших біологічних компонентів, що закріплюються на деградованій поверхні, беруть участь у формуванні біологічно активного шару та створюють передумови для подальшого відновлення. У перспективі такі культури можуть розглядатися як основа експериментальних біокрастових інокулянтів або як складова комплексних технологій, де мікробіологічна стабілізація поєднується з рослинним заселенням і фіторемедіацією.

Обидва напрями досліджень об’єднує спільна наукова ідея: зрозуміти реакцію живих систем на техногенно змінене середовище та використати природні механізми стійкості для його відновлення. Біотестування показує, наскільки ґрунт є сприятливим або стресовим для рослин, а дослідження біокрасту допомагає знайти організми, природно адаптовані до складних умов. Їх поєднання формує основу комплексного підходу — від діагностики техногенного субстрату до добору біологічних агентів і рослин для його відновлення.

Не менш важливим результатом мобільності стала інтеграція освіти та реальної науки. Для Юлії Іщенко й Аліни Богун це досвід постановки експерименту, роботи з лабораторним обладнанням і біологічними об’єктами, аналізу даних та спільного наукового обговорення. Для кафедри ЕТЗНС НТУ «Дніпровська політехніка» місяць роботи у Фрайберзі став важливим кроком у розвитку міжнародної наукової співпраці та досліджень у напрямах біоремедіації й фіторемедіації техногенно порушених земель.