Леса играют важную роль на нашей планете, они являются жизненно важным компонентом экосистемы и имеют большое значение для биологического разнообразия, климатической регуляции и почвообразования. Однако в результате непосредственного воздействия человека, в том числе вырубки лесов, неустойчивого лесопользования и изменения климата, лесные экосистемы по всему миру подвергаются серьезному разрушению. Восстановление лесов становится все более актуальной исследовательской областью, нацеленной на сохранение лесных ресурсов. И вот один из подходов был найден, исследователи из Бразилии показали, что амазонская темная земля (АТЗ), почва, обогащенная индейцами тысячи лет назад, способствует укоренению и росту саженцев древесных пород, важных для восстановления лесов. Путем копирования состава АТЗ, особенно содержащихся в ней микробов, можно ускорить восстановление лесов.
Экосистемы могут быть очень разнообразными: от тропических джунглей до арктических тундр. Каждая экосистема имеет свои особенности и адаптации, которые позволяют ей существовать в своем уникальном окружении.
Содержание
Особенность амазонской земли
Еще очень давно миллионы проживавших индейцев на территории Амазонии помогли взрастить великолепную почву, которая ныне является крайне качественной и плодородной. А дело в том, что в результате их деятельности, земля начала обогащаться, основой для этого послужил древесный уголь – именно поэтому земля и имеет черный цвет. Разжигая костры, которые использовали для приготовления еды или сжигания отходов, они позволили почве насыщаться полезными микроэлементами. Примечательно, что костры были низкой интенсивности, а животные кости, разбитая керамика и различные компосты также придавали земле необходимые минералы. В конечном итоге превратив ее в ту самую амазонскую темную землю.
Леса являются одной из самых важных экосистем на Земле. Они обладают способностью удерживать углерод и снижать концентрацию парниковых газов в атмосфере. Леса также являются домом для множества видов растений и животных.
Таким образом, понимая всю серьезность вырубки лесов и их снижения – бразильские ученые решили взять все в свои руки. Свои результаты они опубликовали в журнале Frontiers in Soil Science. Амазонская темная земля может стать “основным орудием” по борьбе с упадком лесов, ведь только в Амазонии с 1970-х годов было уничтожено около 18% (примерно 780 000 км квадратных) лесного покрова. А если представить, как дела обстоят во всем мире, то становится уже страшно.
Ученые отмечают, что знание состава этой почвы не только позволит сохранить состояние лесов по всему миру, но и поможет применять ее для предотвращения других глобальных проблем, связанных с климатом и обитанием множества видов животных. Амазонская земля претерпела преобразования в результате многолетнего процесса, поэтому крайне важно тщательно изучить ее состав и определить возможности применения для восстановления экосистем.
Тестирование земли путем имитации
Естественно, исследователям необходимо было провести ряд тестов, чтобы проверить, как АТЗ влияет на растительность. Они выбрали два типа почвы — амазонскую темную и обычную для контроля. Затем они заполнили 36 горшков по 3 килограмма почвы и поместили их в теплицу с температурой 34ºC, чтобы имитировать повышение температуры, превышающее обычные условия Амазонии.
Одна из ключевых функций почвы – фильтрация и очистка воды. Почва действует как естественный фильтр, удаляя загрязнения из сточных вод.
Горшки были разделены на три группы. В одну группу добавили только контрольную почву, во вторую – смесь контрольной почвы и АТЗ, а в третью – 100% амазонской почвы. В каждый горшок были посажены семена палисадной травы — популярного кормового растения для скота в Бразилии. После 60 дней трава была подстрижена, оставив только корни в почве, чтобы создать условия, похожие на земельные участки, предназначенные для восстановления лесов. Затем исследователи посадили семена различных видов деревьев в каждую из трех почв.
Растения были выращены в течение 90 дней, после чего были измерены их высота, сухая масса и протяженность корней. Ученые также проанализировали изменения в составе почвы, включая минералы, текстуру, концентрацию органических веществ, а также изучили микробное разнообразие с помощью молекулярных методов.
Полезные элементы в темной земле
В начале исследования обнаружили, что темная земля содержит значительно больше питательных веществ, чем контрольная почва. Например, содержание фосфора в темной земле было в 30 раз выше, а другие питательные вещества были в три-пять раз выше. Единственным исключением был марганец. Уровень рН в темной земле также был выше, а содержание песка и ила превышало контрольные значения, хотя глины было меньше.
Почва содержит огромное количество живых организмов. В одной ложке обычной почвы может находиться до 1 миллиарда бактерий.
После проведения эксперимента выяснилось, что питательные вещества в почве сократились по сравнению с начальным уровнем из-за поглощения растениями. Однако почвы, обогащенные темной землей на 100%, оставались более питательными, чем контрольные почвы. Уровни питательных веществ в почвах с перемешанной землей находились на промежуточном уровне, снижаясь на 20%.
В течение эксперимента обнаружено, что почвы, содержащие 20% или 100% темной земли, поддерживали большее разнообразие бактерий и архей (они играют важную роль в экосистемах и отвечают за множество функций) по сравнению с контрольными почвами. Ученые объясняют это тем, что микроорганизмы в почве превращают химические частицы в питательные вещества, которые растения могут использовать. Анализ данных показал, что почвы с темной землей содержат их куда больше, предоставляя растениям куда больший запас полезных свойств, которые необходимы для роста.
Увеличение показателей у растений
После проведения эксперимента с различными видами деревьев были получены разные результаты. Однако все деревья показали положительный рост, который варьировался от 2. 1 до 8. 1 раз, что является важным прорывом. Только тыквенное дерево Амбай не показало роста на контрольных почвах или при 20% содержании АТЗ, но оно успешно развивалось при полном содержании амазонской темной почвы.
Цвет почвы может служить индикатором ее состава и свойств. Например, красные почвы обычно богаты железом, а черные почвы содержат высокие уровни органического вещества.
В результате проведенных исследований ученые сделали вывод, что микроэлементы оказывают значительное стимулирующее влияние на рост растений. Дальнейшие эксперименты и использование клонирования амазонской темной земли будут способствовать более легкому восстановлению лесных ресурсов.
