Επίδραση της βιοαποικοδόμησης στη μείωση των φυτοφαρμάκων σε μια λεκάνη απορροής αμπελουργικής περιοχής: δυνατότητες των διαφόρων στοιχείων του τοπίου και ρόλος των ζωνών προστασίας

Η έρευνά μας έδειξε ότι τα διάφορα τμήματα ενός αμπελουργικού τοπίου στην περιοχή του εργαστηρίου της Morcille (έδαφος του αγροτεμαχίου, ζώνη με βλάστηση και ιζήματα), τα οποία συνδέονται κατά μήκος του συνεχούς εδάφους-νερού, παρουσίαζαν την ικανότητα να μεταβολίζουν το διουρόν. Η καθαριστική ικανότητα αυτών των διαφόρων τμημάτων εξαρτάται από το επίπεδο έκθεσης στον ρύπο. Έτσι, η εκτεθειμένη ζώνη ασφαλείας παρουσιάζει μεγαλύτερη ικανότητα καθαρισμού του διουρόνη σε σύγκριση με τη ζώνη ασφαλείας μάρτυρα. Τα ιζήματα της Morcille που βρίσκονται κοντά στη ζώνη απομόνωσης παρουσιάζουν επίσης ικανότητα απομάκρυνσης, με μια κλίση από ανάντη προς κατάντη που συμπίπτει με την κλίση από ανάντη προς κατάντη που παρατηρήθηκε επίσης για τη χημική ποιότητα των υδάτων της Morcille. Διαπιστώθηκε η σημασία της ροής διάβρωσης από το αμπελοτεμάχιο προς το υδάτινο ρεύμα για την προσαρμογή των μικροβιακών κοινοτήτων στη βιοαποικοδόμηση του διουρόν. Αυτά τα πρωτότυπα αποτελέσματα δείχνουν ότι, παρόλο που η μικροχλωρίδα των ιζημάτων διαθέτει εγγενώς την ικανότητα προσαρμογής στη βιοαποικοδόμηση του διουρόν, η ικανότητα αυτή ενισχύεται από τη ροή διάβρωσης, γεγονός που υποδηλώνει τη μεταφορά του καθαριστικού δυναμικού από το χερσαίο στο υδάτινο περιβάλλον. Αυτό υπογραμμίζει τη χημική και μικροβιολογική συνδεσιμότητα των χερσαίων και υδάτινων συστημάτων. Η εξέλιξη της καθαριστικής ικανότητας των ιζημάτων του ποταμού Morcille ως απόκριση στην απαγόρευση της χρήσης του διουρόν επέτρεψε να διαπιστωθεί μείωση του επιπέδου έκθεσής τους στο διουρόν. Αυτό επιβεβαιώνει, επομένως, τη βελτίωση της χημικής ποιότητας των υδάτων του Morcille. Ωστόσο, τέσσερα χρόνια μετά την απαγόρευσή του, το diuron εξακολουθεί να ανιχνεύεται στους ενδιάμεσους και κατάντη σταθμούς κατά τις περιόδους της άνοιξης και του καλοκαιριού. Κατά τη διάρκεια της περιόδου της μελέτης, οι καθαριστικές ικανότητες των ιζημάτων μειώθηκαν σημαντικά, παρόλο που εξακολουθούν να παρουσιάζουν μια κλίση από τα ανάντη προς τα κατάντη, σε συμφωνία με τη χημική ποιότητα των υδάτων του ποταμού Morcille. Η μελέτη της μικροβιακής κοινότητας που αποικοδομεί το διουρόν στο έδαφος της ζώνης με χλόη και στα ιζήματα του ποταμού Morcille επέτρεψε την απομόνωση μικροβιακών πληθυσμών που το αποικοδομούν. Έτσι, απομονώθηκαν βακτηριακά απομονώματα που ανήκουν στο γένος Arthrobacter sp. και μετατρέπουν το διουρόν σε 3,4-διχλωροανιλίνη, τόσο από το έδαφος της ζώνης με χλόη όσο και από τα ιζήματα. Επιπλέον, απομονώθηκε ένα βακτηριακό απομονωμένο στέλεχος που ανήκει στο γένος Achromobacter sp. και αποικοδομεί την 3,4-διχλωροανιλίνη. Το συνθετικό μικροβιακό σύμπλεγμα που αποτελείται από τα Arthrobacter sp. και Achromobacter sp. είναι ικανό να μετατρέψει το διουρόν σε ανόργανα άλατα. Αυτές οι παρατηρήσεις υποδηλώνουν ότι η βακτηριακή κοινότητα που ορυκτοποιεί το διουρόν στο έδαφος της ζώνης με βλάστηση και στα ιζήματα βασίζεται στη μεταβολική συνεργασία δύο πληθυσμών που το αποικοδομούν, ο ένας μετατρέποντας το διουρόν σε 3,4-διχλωροανιλίνη και ο άλλος που ορυκτοποιεί αυτό το μεταβολικό ενδιάμεσο. Εν κατακλείδι, η παρούσα εργασία καταδεικνύει ότι το έδαφος του αμπελώνα, το έδαφος της ζώνης με βλάστηση και τα ιζήματα του ποταμού Morcille φιλοξενούν μικροβιακές κοινότητες ικανές να αποδομήσουν το διουρόν. Οι ικανότητες απομάκρυνσης αυτών των διαφόρων συστημάτων ποικίλλουν και μία από τις παραμέτρους που επηρεάζουν περισσότερο αυτές τις ικανότητες είναι το επίπεδο έκθεσης στη ρύπανση. Η ικανότητα απομάκρυνσης των εδαφών και των ιζημάτων βασίζεται στη δραστηριότητα των αποικοδομητικών πληθυσμών που αναπτύσσουν μεταβολική συνεργασία.