Холандия, дом на вятърни мелници и запушвания, легализирана проституция и марихуана, също е дом на интензивно отглеждани земи. Малкият размер на Холандия и голямото население означават, че страната му е имала нужда от здрави земеделци, за да изхрани хората си. Но тъй като отглежда все по-малко собствена храна, правителството трябва да изкупува земеделските стопани, за да върнат културите в по-диво състояние.
Свързано съдържание
- Проучване на 161 бактериални семейства, които живеят на вашите плодове и зеленчуци
Когато тази програма стартира преди няколко десетилетия, според Мартийн Беземер, биолог в Холандския институт по екология, природозащитниците просто биха спрели засаждането и ще пуснат земята, или биха събличали най-горния слой почва и ще оставят пясъчните недра изложени на елементите. Нито един подход не постигна голям успех. Изглежда, че колкото и да чакат да се овладее здравата тревна площ, почвата, деградирана след десетилетия на високоинтензивно земеделие, не се възстановява.
Правителството нае Bezemer да се опита да ускори процеса на възстановяване. Неговата група започва да експериментира с процеса на инокулиране на разградени почви с мръсотия от здрави екосистеми. Точно както лекарите могат да лекуват много чревни проблеми чрез трансплантация на микроби от червата от здрав човек в болен, така и групата на Беземер иска да използва здрави микроби за лечение на болна екосистема.
Първоначалната им работа в оранжерии и на малки парцели впечатли Мачиел Бош, природозащитник на правителството, който помагаше да наблюдава процеса на възстановяване в Холандия. Преди няколко години, когато Бош получи нов парцел земя, той покани Беземер да опита неговите почвени микробиални трансплантации в по-голям мащаб.
Резултатите бяха публикувани наскоро миналия месец в списанието Nature Plants, разкривайки, че малките почвени инокулации от тревни площи или земи могат да помогнат да се определи кои растения ще колонизират района и ще процъфтяват в бъдеще. „Не получавате правилните растения, ако нямате подходяща почва“, казва Беземер.
Загребвайте шепа почва. Мръсотията, която държите в дланите си, е в основата на живота около вас, от земните червеи, пълзящи във вашата градина, до грабливите стотици футове във въздуха. Но почвата не е просто безжизнена купчина пръст. Симбиотичните гъби, живеещи в корените на растенията - известни като микориза - помагат на растенията да извличат жизненоважни хранителни вещества. Други микроби разграждат гниещи растения и животни, като попълват материалите, използвани от растенията.
В исторически план учените смятали, че почвените микроби са до голяма степен подобни по целия свят, от Азия до Южна Америка. По-скорошната работа разкри, че микробните популации всъщност са хиперлокални, обяснява Ванеса Бейли, микробиолог от Тихоокеанския северозападен национални лаборатории. Почвата, която тя изучава в подножието на планината Rattlesnake в щата Вашингтон, всъщност е доста по-различна от почвата на върха, с промяна в котата само на 3500 фута.
Какво означава това за учените е двойно. От една страна, това означава, че микробното разнообразие само в почвата вероятно е много по-огромно, отколкото някой е предполагал. „Вече разполагаме с инструментите, които да описват микробите с много по-големи детайли, отколкото дори преди пет или десет години“, казва Ноа Фиерер, микробиолог от Университета на Колорадо в Боулдър. „И все пак 80 процента от почвените микроби в Централния парк все още са неописани. Има много разнообразие, с което трябва да се съобразяваш. "
Второто значение е, че две различни екосистеми, дори и тези в непосредствена близост, биха могли да имат много различни микроби, живеещи в почвата си. Растението може да преживее сушата не поради нещо, присъщо на неговата физиология, а заради асортимента на симбиотични микроби в мръсотията, каза Фиер. Засадете семената на друго място и те може да не успеят да покълнат, да растат и да процъфтяват без подходящата смес от бактерии и гъбички. Докато изследователите започнали да научават повече за дълбочината и сложността на тези взаимодействия, Беземер осъзнал, че може да обясни защо опитите на родната му страна да върне земеделските земи в родните екосистеми се провалят.
Процесът може да работи, смята Беземер, ако има подходяща почва. Отначало се опита да премести почвата на едро. Това не беше проблем за малки проекти в саксии и оранжерии, но мащабирането на всякакви проекти би било трудно, тъй като почвата е тежка и трудно се движи. Все пак тези ранни изпитвания дават достатъчно данни на Беземер, за да покажат, че семената са се справили по-добре, когато са били засадени в почва, взета от други екосистеми, където тези видове са вирели.
Не само растенията растат по-добре, но и трансплантираната почва попречи на плевелите и други нежелани растения да доминират над новата система, преди местните видове да имат шанс да се овладеят.
За Беземер проблемът с този подход беше необходимото количество почва. За да преобразуват адекватно земеделските земи в трева или земи в Холандия, природозащитниците би трябвало ефективно да отнемат цялата почва от здрави екосистеми. Но ако микробите бяха важният фактор, тогава може би той няма нужда от огромни количества мръсотия.
Тъй като никой не знаеше точно какви микроби са важни и в какви количества, Bezemer не може просто да поръси бактерии върху желаната област. Но той теоретизира, може би малки количества почва съдържат достатъчно микроби, за да стартира системата и да я настрои по желания път.
В някои от участъците изследователите отстраниха стария слой на горния почвен слой и изложиха пясъчния недър. В други обаче те оставиха съществуващия почвен слой непокътнат. След това го покриха с сантиметър или два почва или от пасища, или от земите, засяха разнообразни семена и зачакаха.
Експериментът отне шест години, но данните ясно показаха, че донорната почва насочва бившата земеделска земя към екосистема, която прилича на първоначалния източник. Пасища почвата създаде тревни площи, Heathland стана Heathland. Пречистването на горния почвен слой позволява по-силни ефекти на почвата от донори, а екосистемите също се възстановяват по-бързо.
Бейли, която публикува собствено проучване по-рано тази година за това как изменението на климата може да повлияе на почвените микроби, казва, че тези резултати показват не само ефектите на донорската почва върху възстановяването на екосистемите, но и как конкуренцията между почвените микроби може да повлияе на растежа на растенията. Вероятната причина, че инокулациите имат по-малък ефект, когато не се отстранява горната почва, е конкуренция между съществуващите микроби и тези в трансплантираната почва.
„Микробите се държат по изненадващи начини и имаме нужда от по-добро разбиране за това как колонизират почвата и за всички различни екологични процеси, които тези микроби извършват. Всъщност нямаме идея “, каза Бейли. Учените все още не знаят как и защо работят тези почвени трансплантации, точно както те наистина не знаят много защо фекалните трансплантации са толкова успешни при хората. Този документ показва обаче, че почвените трансплантации всъщност работят, казва Бейли.
Fierer похвали изследването, като заяви, че „подчертава връзките между здравето на почвата и екосистемата, показвайки силата, която може да има променящата се почва“, но също така повиши внимание. Изследователите може би са използвали много по-малко количество почва от предишните експерименти, но все пак ще са необходими огромни количества мръсотия за възстановяване дори на малки площи. Нито някой може да бъде сигурен какво в почвата движи екологичните промени. Беземер и други почвени експерти са съгласни, че почти сигурно са микробите, но като се има предвид сложността на почвата, все още нищо не може да бъде изключено.
Почвата остава екологична черна кутия за учените. Дори сега изследователите едва сега започват да разбират как микробите, които дори не можем да видим, могат да оформят света около нас.
