Под землей лежали около 2 тысяч пар хлопковых трусов
Почва — основа нашего продовольствия. Она удерживает воду, накапливает углерод и питательные вещества, а также служит домом для значительной части мирового биоразнообразия. По оценкам ученых, под землей обитает более половины всех видов живых организмов. Однако биоразнообразие почв, а вместе с ним и их здоровье, во всем мире снижается. Это сказывается на сельском хозяйстве, продовольственной безопасности и работе целых экосистем.
В 2021 году исследователи Цюрихского университета и швейцарского федерального центра сельскохозяйственных исследований Agroscope запустили научно-популярный проект Proof by Underpants («Вещественное доказательство — трусы»). Его цель — привлечь внимание к этому часто остающемуся незамеченным миру под ногами и собрать данные о состоянии почв.
По единой методике около 1000 добровольцев закопали более 2 тысячи пар хлопковых трусов и 12 тысяч пакетиков чая примерно в тысяче мест по всей Швейцарии. Через два месяца участники выкопали их, сфотографировали и отправили исследователям вместе с образцами почвы для дальнейшего анализа.
Скорость разложения показывает, насколько активна почва
Результаты исследования — своеобразную карту активности почв — ученые опубликовали в журнале Plants, People, Planet. Оказалось, что трусы разлагались с очень разной скоростью в зависимости от места. Этот показатель позволяет оценить биологическую активность почвы: чем активнее живущие в ней организмы, тем быстрее они разрушают хлопковую ткань.
Быстрее всего трусы исчезали в частных садах. Именно там исследователи обнаружили больше всего органического вещества — идеальной среды для дождевых червей, грибов, бактерий и других обитателей почвы. Самыми «медленными» оказались газоны, а сельскохозяйственные поля и луга заняли промежуточное положение.
Главное — то, как используют землю
«Наши результаты показывают, что способы управления почвой могут значительно влиять и на ее обитателей, и на ее качество», — говорит один из руководителей исследования, профессор агроэкологии Цюрихского университета Марсель ван дер Хейден (Marcel van der Heijden). По его словам, здоровая и биологически активная почва необходима для плодородия, круговорота питательных веществ и многих других экосистемных процессов.
Поддерживать жизнь в почве помогают постоянный растительный покров, внесение компоста, разнообразные севообороты и ограниченное использование минеральных удобрений и пестицидов.
Именно способ использования земли оказался главным фактором, определявшим скорость разложения трусов. То, был ли участок садом, лугом, полем или газоном, лучше объясняло различия, чем большинство изученных свойств самой почвы. Существенную роль играли и ее химические характеристики, например содержание питательных веществ.
Слишком много питательных веществ — тоже плохо
Исследование показало, что быстрое разложение трусов часто говорит о высокой плодородности почвы и хорошем обеспечении питательными веществами. Для сельского хозяйства это, как правило, преимущество.
Однако максимально высокая скорость разложения нужна далеко не каждой экосистеме.
«В близких к естественным местообитаниях, например в лесах, слишком высокое содержание питательных веществ может указывать на нарушение естественного баланса», — отмечает Франц Бендер (Franz Bender), один из руководителей проекта и глава группы агроэкологических исследований Agroscope.
По его словам, в садах быстрое разложение хлопка тоже иногда может свидетельствовать об избытке питательных веществ. В таком случае стоит проверить, не слишком ли много удобрений используется на участке.
На активность почвенных организмов также сильно влияют температура и влажность. Если земля слишком холодная или сухая, процессы в ней практически замирают.
Индекс трусов для оценки почвы
Закопать хлопковое белье — простой, но наглядный способ увидеть различия в биологической активности и плодородии почвы. Поэтому ученые предлагают использовать так называемый «индекс трусов» как понятный способ рассказать людям о процессах, происходящих под землей, и привлечь внимание к необходимости беречь почву.
Тысяча участков и сотни соавторов
Проект Proof by Underpants показал, насколько полезным для науки может быть участие обычных людей. Без помощи добровольцев провести исследование такого масштаба — сразу примерно на тысяче участков — было бы невозможно. Данные собрали во всех регионах Швейцарии, и в итоге ученые получили один из наиболее масштабных в стране массивов информации о состоянии почв.
Масштаб участия добровольцев отражен даже в списке авторов научной работы: около 240 участников проекта указаны в ней как соавторы. Взамен исследователи предоставили каждому участнику индивидуальные результаты, включая анализ почвы, инструменты для оценки ее состояния и рекомендации по устойчивому уходу за землей.
Почва рассказывает свою историю: на арктическом архипелаге в промерзшей почве сохраняется скрытая история вирусов.