Nizozemsko, kde sídlí větrné mlýny a dřeváky, legalizovaná prostituce a marihuana, je také domovem intenzivně obdělávané zemědělské půdy. Holandská malá velikost a velká populace znamenaly, že země, kterou jeho historicky potřebovali důvtipní zemědělci, aby nakrmili své lidi. Ale protože roste čím dál tím více vlastních potravin, musí vláda odkoupit zemědělce, aby vrátili úrodu do divočejšího stavu.
Související obsah
- Přehled 161 bakteriálních rodin, které žijí na plodech a zeleninách
Když byl tento program zahájen před několika desítkami let, podle Martijna Bezemera, biologa v nizozemském ekologickém institutu, ochránci přírody jednoduše zastaví výsadbu a nechají půdu být, nebo by svlékli horní vrstvu půdy a nechali písečné podloží vystavené působení elementy. Ani jeden přístup se nesetkal s velkým úspěchem. Zdálo se, že bez ohledu na to, jak dlouho čekají, než se zmocní zdravé travní porosty, se půda, degradovaná po desetiletích intenzivního zemědělství, nezotavovala.
Vláda najala Bezemera, aby se pokusil urychlit proces obnovy. Jeho skupina začala experimentovat s procesem očkování degradovaných půd špínou ze zdravých ekosystémů. Stejně jako lékaři dokázali léčit mnoho střevních problémů transplantací střevních mikrobů ze zdravého člověka na nemocného, chtěla Bezemerova skupina použít zdravé mikroby k léčbě nemocného ekosystému.
Jejich počáteční práce ve sklenících a na malých pozemcích zapůsobila na Machiela Bosch, vedoucího přírody pro vládu, který pomáhal dohlížet na proces obnovy v Nizozemsku. Před několika lety, když Bosch obdržel nový pozemek, pozval Bezemera, aby vyzkoušel jeho půdní mikrobiální transplantace ve větším měřítku.
Výsledky byly nedávno zveřejněny minulý měsíc v časopise Nature Plants, který odhalil, že malá inokulace půdy z travních porostů nebo vřesovišť by mohla pomoci určit, které rostliny by kolonizovaly oblast a prosperovaly v budoucnosti. "Nemáte správné rostliny, pokud nemáte správnou půdu, " říká Bezemer.
Naberte hrst půdy. Špína, kterou držíte v dlaních, tvoří základ života kolem vás, od žížal plazících se po vaší zahradě až po dravce stovky stop ve vzduchu. Půda však není jen mrtvá hromada Země. Symbiotické houby žijící v kořenech rostlin - známé jako mycorrhiza - pomáhají rostlinám extrahovat životně důležité živiny. Ostatní mikroby rozkládají rozpadající se rostliny a zvířata a doplňují materiály používané rostlinami.
Historicky vědci věřili, že půdní mikroby byly po celém světě zhruba podobné, od Asie po Jižní Ameriku. Nedávnější práce však odhalila, že mikrobiální populace jsou ve skutečnosti hyper-lokální, vysvětluje Vanessa Baileyová, mikrobiologka v tichomořských severozápadních národních laboratořích. Půda, kterou studuje na úpatí hory Rattlesnake ve státě Washington, je ve skutečnosti docela odlišná od půdy na vrcholu, se změnou výšky pouze 3500 stop.
Co to pro vědce znamená, je dvojí. Pro jednoho to znamená, že mikrobiální rozmanitost v samotné půdě je pravděpodobně mnohem nesmírnější, než kdokoli očekával. "Nyní máme nástroje pro popis mikrobů mnohem podrobněji než před pěti nebo deseti lety, " řekl Noah Fierer, mikrobiolog na Coloradské univerzitě v Boulderu. „Přesto je 80 procent půdních mikrobů v Central Parku stále nepopsáno. Je tu spousta rozmanitosti, se kterou lze počítat. “
Druhým důsledkem je, že dva různé ekosystémy, dokonce i ty v těsné blízkosti, by mohly mít v půdě velmi odlišné mikroby. Rostlina by mohla přežít sucho ne kvůli něčemu, co je vlastní fyziologii, ale kvůli sortimentu symbiotických mikrobů v hlíně, řekl Fierer. Semena sázejte jinde a nemusí být schopna klíčit, růst a prospívat bez správné směsi bakterií a hub. Když se vědci začali dozvědět více o hloubce a složitosti těchto interakcí, Bezemer si uvědomil, že to může vysvětlit, proč pokusy jeho rodné země o navrácení zemědělské půdy do původních ekosystémů selhaly.
Bezemer věřil, že tento proces by mohl fungovat, kdyby byla přítomna správná půda. Nejprve se pokusil pohybovat půdou velkoobchodně. Pro malé projekty v květináčích a sklenících to nebyl problém, ale rozšiřování všech projektů by bylo obtížné, protože půda je těžká a těžko se pohybuje. Přesto tyto rané pokusy poskytly Bezemerovi dostatek údajů, aby se ukázalo, že semena fungovala lépe, když byla zasazena do půdy odebrané z jiných ekosystémů, kde tyto druhy prosperovaly.
Rostliny nejen rostly lépe, ale transplantovaná půda také zabránila plevelům a jiným nežádoucím rostlinám dominovat v novém systému před tím, než se domorodý druh mohl chopit.
Pro Bezemera byl problémem tohoto přístupu množství potřebné půdy. Aby mohli zemědělští zemědělci v Nizozemsku náležitě přeměnit zemědělskou půdu na trávu nebo vřesoviště, museli by ochranáři účinně odstranit veškerou půdu ze zdravých ekosystémů. Ale pokud byly mikroby důležitým faktorem, pak možná nepotřeboval obrovské množství nečistot.
Protože nikdo přesně nevěděl, jaké mikroby jsou důležité a v jakém množství, Bezemer nemohl jednoduše posypat bakterie na požadovanou oblast. Teorizoval ale možná, že malé množství půdy obsahovalo dostatek mikrobů, aby se systém mohl spustit a nastavit na požadovanou cestu.
Na některých pozemcích vědci odstranili starou vrstvu ornice a odkryli písčité podloží. V jiných však stávající půdní půda zůstala nedotčena. Pak ji zakryli centimetrem nebo dvěma půdami z travních porostů nebo vřesovišť, zaseli různé semeno a čekali.
Experiment trval šest let, ale data jasně ukázala, že donorská půda nasměrovávala bývalou zemědělskou půdu k ekosystému, který vypadal jako původní zdroj. Travní půda vytvořila travní porost, vřesoviště se stalo vřesovištěm. Odizolování ornice umožnilo silnější účinky na půdu dárce a ekosystémy se také zotavily rychleji.
Bailey, která na začátku letošního roku zveřejnila vlastní studii o tom, jak změna klimatu může ovlivnit půdní mikroby, uvádí, že tyto výsledky ukazují nejen dopady dárcovské půdy na obnovu ekosystému, ale také to, jak může konkurence mezi půdními mikroby ovlivnit růst rostlin. Pravděpodobným důvodem, že očkování mělo menší účinek, když nebyla odstraněna vrchní půda, byla konkurence mezi stávajícími mikroby a těmi, které se nacházejí v transplantované půdě.
„Mikroby se chovají překvapivě a potřebujeme lepší porozumění tomu, jak kolonizují půdu a všechny různé ekologické procesy, které tyto mikroby provádějí. Opravdu nemáme tušení, “řekl Bailey. Vědci stále nevědí, jak a proč tyto transplantace půdy fungují, stejně jako opravdu nevědí mnoho o tom, proč jsou fekální transplantace u lidí tak úspěšné. Tento dokument však ukazuje, že transplantace půdy ve skutečnosti fungují, říká Bailey.
Fierer tuto studii ocenil a řekl, že „zdůrazňuje spojení mezi zdravím půdy a ekosystémů, ukazuje sílu, kterou může mít měnící se půda“, ale také upozornila na opatrnost. Vědci možná použili mnohem menší množství půdy než předchozí experimenty, ale stále by to vyžadovalo obrovské množství nečistot, aby se obnovily i malé oblasti. Nikdo si nemůže být jistý, co v půdě vede k ekologickým změnám. Bezemer a další experti na půdu souhlasí s tím, že je to téměř určitě mikroby, ale vzhledem ke složitosti půdy nelze zatím vyloučit ani vyloučit nic.
Půda zůstává pro vědce ekologickou černou skříňkou. Dokonce i nyní vědci teprve začínají chápat, jak mikroby, které nevidíme, mohou potenciálně utvářet svět kolem nás.
