Alankomaissa, joissa asuvat tuulimyllyt ja tukot, laillistettu prostituutio ja marihuana, asuu myös intensiivisesti viljeltyjä viljelykasveja. Hollannin pieni koko ja suuri väestö ovat merkinneet sitä, että maa hänen historiallisesti tarvitsi taitavia maatalouden edustajia ruokkiakseen kansaansa. Mutta kun se kasvaa yhä vähemmän omaa ruokaa, hallituksen on ostettava viljelijät takaisin palauttaakseen viljelymaan erämaassaan.
Asiaan liittyvä sisältö
- Kysely hedelmistä ja vihanneksista elävästä 161 bakteeriperheestä
Kun tämä ohjelma aloitettiin useita vuosikymmeniä sitten, Alankomaiden ekologiainstituutin biologin Martijn Bezemerin mukaan luonnonsuojelijat lopettavat vain istutuksen ja antavat maan olla, tai he irtoavat maan päällimmäisestä kerroksesta ja jättävät hiekkapohjan alttiiksi elementit. Kumpikaan lähestymistapa ei onnistunut paljon. Vaikuttaa siltä, että riippumatta siitä, kuinka kauan he odottivat terveen nurmen hallintaa, maaperä, joka oli huonontunut vuosikymmenten kestäneen intensiivisen viljelyn jälkeen, ei parantunut.
Hallitus värväsi Bezemerin yrittämään nopeuttaa palauttamisprosessia. Hänen ryhmänsä aloitti kokeilun prosessista, jolla inokuloidaan pilaantuneita maaperää terveiden ekosysteemien likaan. Aivan kuten lääkärit voisivat hoitaa monia suolisongelmia siirtämällä suolistomikrobeja terveeltä ihmiseltä sairaaseen, Bezemerin ryhmä halusi käyttää terveitä mikrobia sairaan ekosysteemin hoitoon.
Heidän alkutyönsä kasvihuoneissa ja pienillä tonteilla teki vaikutuksen Machiel Boschiin, joka on hallituksen luonnonjohtaja, joka auttoi valvomaan Alankomaiden restaurointiprosessia. Useita vuosia sitten, kun Bosch sai uuden tontin, hän kutsui Bezemerin kokeilemaan maaperän mikrobisiirtoja suuremmassa mittakaavassa.
Tulokset julkaistiin äskettäin viime kuussa Nature Plants -lehdessä paljastaen, että nurmen tai kantamaan pienet maaperän rokotukset voisivat auttaa määrittämään, mitkä kasvit asuttavat alueen ja kukoistavat tulevaisuudessa. "Et saa oikeita kasveja, jos sinulla ei ole oikeaa maaperää", Bezemer sanoo.
Pura kourallinen maaperää. Kämmenissäsi oleva lika muodostaa ympäröivän elämän perustan, puutarhassasi indeksoivista lieroista aina satojen jalkojen ilmassa olevaan rynnäköön. Mutta maaperä ei ole vain eloton kasa maata. Kasvien juurissa elävät symbioottiset sienet, joita kutsutaan mykorrizaksi, auttavat kasveja uuttamaan elintärkeitä ravintoaineita. Muut mikrobit hajottavat rappevat kasvit ja eläimet täydentämällä kasvien käyttämiä materiaaleja.
Historiallisesti tiedemiehet uskoivat maaperän mikrobien olevan laajalti samanlaisia ympäri maailmaa Aasiasta Etelä-Amerikkaan. Viimeaikaisempi työ on kuitenkin paljastanut, että mikrobipopulaatiot ovat tosiasiallisesti hyper-paikallisia, kertoo Pacific Northwest National Labsin mikrobiologi Vanessa Bailey. Washingtonin osavaltion Rattlesnake-vuoren juurella tutkittu maaperä on oikeastaan melko erilainen kuin yläosassa oleva maaperä, korkeuden muutoksella vain 3500 jalkaa.
Mitä tämä tarkoittaa tutkijoille, on kaksinkertainen. Ensinnäkin se tarkoittaa, että pelkästään maaperän mikrobien monimuotoisuus on luultavasti paljon valtavampi kuin kukaan oli odottanut. "Meillä on nyt työkalut mikrobien kuvaamiseksi paljon yksityiskohtaisemmin kuin jopa viisi tai kymmenen vuotta sitten", sanoi Noah Fierer, Coloradon yliopiston mikrobiologi Boulderissa. ”Silti 80 prosenttia Central Park -mikrobista on edelleen määrittelemätöntä. Siellä on paljon monimuotoisuutta.
Toinen merkitys on, että kahdella erilaisella ekosysteemillä, jopa lähellä sijaitsevilla ekosysteemeillä, voi olla maaperään elää hyvin erilaisia mikrobia. Kasvi saattaa selviytyä kuivuudesta ei siksi, että sen fysiologialle on ominaista, vaan siitä, että likaan sisältyy symbioottisia mikrobeja, Fierer sanoi. Istuta siemenet muualle, ja ne eivät ehkä pysty itämään, kasvamaan ja menestymään ilman asianmukaista bakteerien ja sienten sekoitusta. Kun tutkijat alkoivat oppia lisää näiden vuorovaikutusten syvyydestä ja monimutkaisuudesta, Bezemer tajusi sen selittävän, miksi hänen kotimaansa yritykset palauttaa viljelysmaa maatalouden alkuperäisiin ekosysteemeihin epäonnistuivat.
Prosessi voisi toimia, Bezemer uskoi, jos oikea maaperä olisi läsnä. Aluksi hän yritti siirtää maaperän tukkukauppaa. Se ei ollut ongelma pienissä projekteissa ruukuissa ja kasvihuoneissa, mutta minkä tahansa projektin skaalaaminen olisi vaikeaa, koska maaperä on raskas ja vaikeasti liikkuva. Silti nämä varhaiset kokeet antoivat Bezemerille tarpeeksi tietoa osoittaakseen, että siemenet menestyivät paremmin, kun ne istutettiin maaperään, joka oli otettu muista ekosysteemeistä, joissa nämä lajit menestyivät.
Sen lisäksi, että kasvit eivät kasvaneet paremmin, myös siirretty maaperä esti myös rikkakasveja ja muita ei-toivottuja kasveja hallitsemasta uutta järjestelmää ennen kuin kotoperäisillä lajeilla oli mahdollisuus tarttua.
Bezemerille tämän lähestymistavan ongelma oli tarvittava maaperän määrä. Jotta viljelysmaat muunnettaisiin riittäväksi ruohoksi tai kantamaaksi koko Alankomaissa, luonnonsuojelijoiden tulee tehokkaasti poistaa kaikki maaperät terveistä ekosysteemeistä. Mutta jos mikrobit olivat tärkeä tekijä, niin ehkä hän ei tarvinnut valtavia määriä likaa.
Koska kukaan ei tiennyt tarkalleen, mitkä mikrobit olivat tärkeitä ja missä määrin, Bezemer ei voinut vain levittää bakteereja halutulle alueelle. Mutta hän ajatteli, että ehkä pienet määrät maaperää sisälsivät tarpeeksi mikrobia järjestelmän käynnistämiseksi ja sen asettamiseksi halutulle tielle.
Joillakin koealoilla tutkijat poistivat vanhan pintamaakerroksen ja paljastivat hiekkaisen pohjamaan. Muissa maissa he kuitenkin jättivät nykyisen pintamaalin ennallaan. Sitten he peittivät sen senttimetrillä tai kahdella maaperällä joko nurmikolta tai kantataimelta, kylvävät erilaisia siemeniä ja odottivat.
Koe kesti kuusi vuotta, mutta tiedot osoittivat selvästi, että luovuttajamaa ohitti entisen maatalousmaan kohti ekosysteemiä, joka näytti alkuperäiseltä lähteeltä. Ruohojen maaperä loi niityt, kanasta tuli kanta. Pintamaan poistaminen mahdollisti voimakkaammat luovuttajien maaperävaikutukset, ja myös ekosysteemit toipuivat nopeammin.
Bailey, joka julkaisi aiemmin tänä vuonna oman tutkimuksensa siitä, miten ilmastomuutos voi vaikuttaa maaperän mikrobiin, sanoo, että nämä tulokset eivät osoita paitsi luovuttajien maaperän vaikutuksia ekosysteemien palauttamiseen, myös sen, kuinka maaperän mikrobien välinen kilpailu voi vaikuttaa kasvien kasvuun. Todennäköinen syy siihen, että rokotuksilla ei ollut yhtä suurta vaikutusta, kun pintamaata ei poistettu, oli olemassa olevien mikrobien ja siirretyn maaperän mikrobien välinen kilpailu.
”Mikrobit käyttäytyvät yllättävillä tavoilla, ja tarvitsemme parempaa ymmärrystä siitä, kuinka ne kolonisoivat maaperän, ja kaikista erilaisista ekologisista prosesseista, joita nämä mikrobit suorittavat. Meillä ei todellakaan ole aavistustakaan ”, Bailey sanoi. Tutkijat eivät vieläkään tiedä miten ja miksi nämä maaperänsiirrot toimivat, aivan kuten he eivät todellakaan tiedä paljon siitä, miksi fekaalisiirrot ovat niin menestyviä ihmisillä. Tämä asiakirja osoittaa kuitenkin, että maaperän siirrot todellakin toimivat, Bailey sanoo.
Fierer kiitti tutkimusta sanomalla, että se "tuo esiin maaperän ja ekosysteemien terveyden väliset yhteydet osoittaen voiman, joka muuttuvalla maaperällä voi olla", mutta huomautti myös varovaisuudesta. Tutkijat ovat saattaneet käyttää paljon pienempää määrää maaperää kuin aikaisemmat kokeet, mutta pienten alueiden palauttaminen vaatii silti valtavia määriä likaa. Kukaan ei voi myöskään olla varma, mikä maaperässä johtaa ekologisiin muutoksiin. Bezemer ja muut maaperän asiantuntijat ovat yhtä mieltä siitä, että kyse on lähes varmasti mikrobista, mutta ottaen huomioon maaperän monimutkaisuus, mitään ei voida vielä sulkea pois tai poistaa käytöstä.
Maaperä on edelleen ekologinen musta laatikko tutkijoille. Jo nyt tutkijat ovat vasta alkamassa ymmärtää, kuinka mikrobit, joita emme edes voi nähdä, voivat mahdollisesti muokata ympäröivää maailmaa.
