Практическое применение технологий фитоэкстракции ограничивается необходимостью сочетать высокую продуктивность фитомассы со способностью растений к гипернакоплению поллютантов. В работе представлены результаты комплексного скрининга кандидатных видов из семейств Brassicaceae, Poaceae, Fabaceae и папоротниковидных, культивируемых в модельных и полевых условиях на почвах с искусственным и историческим загрязнением цинком, кадмием, никелем и свинцом. Оценку проводили по морфометрическим параметрам, коэффициенту биоаккумуляции и транслокации, а также ключевым физиологическим маркерам стресса: антиоксидантной активности, уровню пролина, малонового диальдегида и параметрам флуоресценции хлорофилла. Особое внимание уделено молекулярно-физиологическим аспектам детоксикации, включая роль специфических транспортеров и органических лигандов в ксилемной транслокации. Установлено, что природные гипераккумуляторы (Thlaspi caerulescens, Alyssum montanum) сохраняют высокую толерантность фотосинтетического аппарата и эффективную вакуолярную компартментализацию ионов даже при экстремальных концентрациях металлов, тогда как у высокобиомассных культур регистрируется выраженный оксидативный стресс. Рассчитан интегральный показатель извлечения металлов, подтвердивший нецелесообразность использования традиционных агроценозов для глубокой очистки. Анализ полевых данных демонстрирует, что для достижения нормативных показателей качества почв требуется многолетнее возделывание специализированных экотипов, что диктует необходимость вывода земель из хозяйственного оборота. Сформулированы критерии ботанического отбора, учитывающие не только аккумуляционный потенциал, но и инвазивные риски, а также требования к безопасной утилизации контаминированной фитомассы. Полученные данные обосновывают целесообразность создания смешанных фитоценозов и использования соматической гибридизации для преодоления ограничений, связанных с низкой продуктивностью природных гипераккумуляторов.