№84-23
Оцінка потенціалу біокрасту для екотехнологій фіторемедіації ґрунтів
О.С. Ковров1, https://orcid.org/0000-0003-0782-7767
О.М. Мулик1, https://orcid.org/0009-0001-0703-8437
Ю.С. Воронкова1, https://orcid.org/0000-0002-4079-8294
В.М. Тур1, https://orcid.org/0009-0001-4360-8441
В.В. Федотов1 https://orcid.org/0000-0003-3521-815X
1Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», Дніпро, Україна
Coll.res.pap.nat.min.univ. 2026, 84:287–299
Full text (PDF)
https://doi.org/10.33271/crpnmu/84.287
АНОТАЦІЯ
Мета. Дослідити різноманіття мікроорганізмів біокрасту та оцінити його потенціал для підвищення ефективності еко-технологій фіторемедіації деградованих ґрунтів.
Методика. Методологія базується на аналітичному огляді сучасних досліджень біокрасту, відборі поверхневих проб ґрунту з видимим біокрастом на території кампусу НТУ «Дніпровська політехніка», вегетаційних експериментах з тестовими рослинами-фіторемедіантами Brassica napus L., Sorghum bicolor L., Lupinus albus L., і Hordeum murinum L.на піщаному, ґрунтовому та біокрастовому субстратах, мікроскопічному дослідженні біорізноманіття біокрасту.
Результати дослідження. Вегетаційні тести показали перевагу біокрастового субстрату для більшості досліджених рослин за енергією проростання, щільністю сходів та формуванням надземної біомаси у порівнянні з піском і ґрунтосумішшю; ефект проявлявся найвиразніше на 14-21 добу вирощування. Біокраст забезпечував стабільніший водний режим і, ймовірно, стимулював ранній розвиток кореневої системи завдяки мікробіологічній активності та наявності органічної речовини. Мікроскопія підтвердила змішаний склад біокрастової мікробіоти з домінуванням нитчастих ціанобактерій (Phormidium, Leptolyngbya, Microcoleus), наявністю гетеротрофних бактерій Bacillus-подібного морфотипу, діатомей (Pinnularia) та зелених водоростей (Chlorella), що формують біоплівку й екзополісахаридний матрикс для зв’язування ґрунтових частинок.
Наукова новизна. Обґрунтовано прикладний підхід щодо використання біокрасту як «природного біоінокулянта» для підтримки фіторемедіаційних фітоценозів через поєднання стабілізації поверхні, фототрофної первинної продукції та мікробного матриксу, що підсилює приживлюваність рослин на ущільнених і порушених ґрунтах.
Практична значимість. Результати формують базу для розроблення еко-технологій відновлення деградованих і техногенно порушених земель із використанням біокрастових інокулянтів для зниження ерозії та підвищення ефективності фітостабілізації.
Ключові слова: біокраст, фіторемедіація, деградовані ґрунти, ціанобактерії, вегетаційний тест.
Перелік посилань
1. Weber, B., Büdel, B., & Belnap, J. (Eds.). (2016). Biological soil crusts: An organizing principle in drylands (Ecological Studies, Vol. 226). Springer. https://doi.org/10.1007/978-3-319-30214-0
2. Belnap, J., Kaltenecker, J. H., Rosentreter, R., Williams, J., Leonard, S., & Eldridge, D. (2001). Biological soil crusts: Ecology and management (Technical Reference 1730-2). U.S. Department of the Interior, Bureau of Land Management.
3. Pushkareva, E., Elster, J., Holzinger, A., Niedzwiedz, S., & Becker, B. (2022). Biocrusts from Iceland and Svalbard: Does microbial community composition differ substantially? Frontiers in Microbiology, 13, 1048522. https://doi.org/10.3389/fmicb.2022.1048522
4. Pushkareva, E., Sommer, V., Barrantes, I., & Karsten, U. (2021). Diversity of microorganisms in biocrusts surrounding highly saline potash tailing piles in Germany. Microorganisms, 9(4), 714. https://doi.org/10.3390/microorganisms9040714
5. Belnap, J., Weber, B., & Büdel, B. (2016). Biological soil crusts as an organizing principle in drylands. In B. Weber, B. Büdel, & J. Belnap (Eds.), Biological soil crusts: An organizing principle in drylands (pp. 3–13). Springer. https://doi.org/10.1007/978-3-319-30214-0_1
6. Lal, R. (2015). Restoring soil quality to mitigate soil degradation. Current Opinion in Environmental Sustainability, 15, 79–86. https://doi.org/10.1016/j.cosust.2015.09.002
7. United Nations Convention to Combat Desertification. (2017). Global land outlook (1st ed.). UNCCD.https://www.unccd.int/sites/default/files/documents/2017-09/GLO_Full_Report_low_res.pdf
8. Cherlet, M., Hutchinson, C., Reynolds, J., Hill, J., Sommer, S., & von Maltitz, G. (2018). World atlas of desertification: Rethinking land degradation and sustainable land management (3rd ed.). Publications Office of the European Union. https://doi.org/10.2760/9205
9. Rodríguez-Caballero, E., Cantón, Y., Chamizo, S., Afana, A., & Solé-Benet, A. (2012). Biological soil crusts and their response to rainfall intensity in a semiarid environment: Effects on soil surface stability and runoff. Geomorphology, 145–146, 81–89. https://doi.org/10.1016/j.geomorph.2011.12.042
10. Elbert, W., Weber, B., Burrows, S., Steinkamp, J., Büdel, B., Andreae, M. O., & Pöschl, U. (2012). Contribution of cryptogamic covers to the global cycles of carbon and nitrogen. Nature Geoscience, 5(7), 459–462. https://doi.org/10.1038/ngeo1486
11. Antoninka, A. J., Faist, A. M., Rodriguez-Caballero, E., & Belnap, J. (2020). Biological soil crusts in ecological restoration: Emerging research and perspectives. Restoration Ecology, 28(S2), S3–S12. https://doi.org/10.1111/rec.13201
12. Chamizo, S., Rodríguez-Caballero, E., Román, J. R., & Cantón, Y. (2016). The role of biological soil crusts in soil moisture dynamics and erosion in drylands: A review. Ecohydrology, 9(8), 1524–1540. https://doi.org/10.1002/eco.1719
13. Gholamhosseinian, A., Sepehr, A., Asgari Lajayer, B., Delangiz, N., & Astatkie, T. (2021). Biological soil crusts to keep soil alive, rehabilitate degraded soil, and develop soil habitats. In A. Vaishnav & D. K. Choudhary (Eds.), Microbial polymers: Applications and ecological perspectives (pp. 289–309). Springer, Singapore. https://doi.org/10.1007/978-981-16-0045-6_13
14. Cheng, C., Li, Y., Long, M., Gao, M., Zhang, Y., Lin, J., & Li, X. (2020). Moss biocrusts buffer the negative effects of karst rocky desertification on soil properties and soil microbial richness. Plant and Soil, 475(1–2), 153–168. https://doi.org/10.1007/s11104-020-04602-4
15. Ріпак (рапс). Аграрії Разом. https://agrarii-razom.com.ua/plants/ripak-%28raps%29
16. Сорго. Olis. 10.08.2016. https://olis.com.ua/press-centre/statii/st-sorgo/
17. Люпин. LegumeHub. https://legumehub.eu/uk/crops/lupin/
18. Ячмiнь мишачий. Аграрії Разом. https://agrarii-razom.com.ua/plants/yachmin-mishachiy
дата першого надходження статті до видання – 10.01.2026
дата прийняття до друку статті після рецензування – 23.02.2026
дата публікації (оприлюднення) – 31.03.2026