Для изучения скорости разложения тканей и оценки биологической активности почвы швейцарские добровольцы и ученые провели эксперимент, поместив хлопковое белье под землей. Полученные данные продемонстрировали, что на скорость разложения ткани влияют не только характеристики грунта, но и особенности хозяйственной деятельности человека.

Во многих регионах почвенное биоразнообразие сокращаетсяЭто обусловлено деградацией земель и воздействием человеческой деятельности, что негативно сказывается не только на окружающей среде. Использование истощенной почвы приводит к ухудшению питания растений, снижению урожайности и потенциальной угрозе продовольственной безопасности.

Однако оценка жизни в почве представляет собой сложную задачу. Подавляющее большинство ее обитателей скрыто от непосредственного наблюдения, а для проведения всестороннего анализа требуется лабораторное оборудование. В Швейцарии был разработан простой и понятный метод решения этой задачи.

В 2021 году специалисты из Цюрихского университета совместно с исследовательским центром «Агроскоп» начали новаторский проект гражданской науки под названием Proof by Underpants. Для участия в нем было привлечено около тысячи волонтеров, которым предложили закопать в землю две тысячи пар хлопковых трусов и 12 тысяч чайных пакетиков. Целью исследования являлось выяснение возможности использования степени деградации хлопчатобумажной ткани как индикатора биологической активности почвы, а также оценки ее состояния при различных методах ведения сельского хозяйства.

Суть метода заключается в том, что почвенные микроорганизмы участвуют в процессе разложения органических веществ, поэтому степень разрушения одинакового фрагмента хлопковой ткани за определенный период времени позволяет косвенно оценить интенсивность процессов разложения в почве.

Каждому участнику были выданы идентичные комплекты, включающие хлопковое белье, чайные пакетики и подробные инструкции. Волонтеров попросили разместить образцы на различных территориях: в садах, на сельскохозяйственных полях, лугах, газонах и других земельных участках. Согласно условиям эксперимента, добровольцам необходимо было выкопать яму размером приблизительно 60×30×30 сантиметров и поместить пару трусов на глубину восьми сантиметров, а рядом – шесть чайных пакетиков (три с зеленым чаем и три с ройбушем).

Через 30 дней извлекали одни пары трусов и часть чайных пакетиков, через 60 дней – другие. После этого образцы высушивали, фотографировали и вместе с пробами почвы отправляли в лабораторию для анализа. Там ученые очищали ткани от остатков земли и определяли изменения массы и площади по сравнению с исходными параметрами.

Хлопковое белье было выбрано в качестве оригинального и наглядного способа оценки процессов разложения, а чайные пакетики – как уже зарекомендовавший себя метод сравнения в экологических исследованиях. Специалисты рассчитали показатели разложения для обоих материалов и проверили, соответствуют ли они друг другу при оценке свойств почвы и методов ее использования.

Проведенные исследования выявили схожую реакцию хлопка и чайных пакетиков на воздействие одних и тех же факторов. Этот результат подтвердил возможность использования белья в качестве простого инструмента для оценки процессов разложения, происходящих в почве, что позволило ученым получить непрямой показатель биологической активности почвы.

В ходе работы было установлено, что определяющим фактором скорости разложения является тип землепользования, поскольку различные методы эксплуатации земли формируют уникальные условия для развития почвенной фауны. В среднем, после месяца нахождения в грунте, площадь ткани уменьшалась примерно на 10,1 процента, а через два месяца этот показатель достиг 50,45 процента.

В условиях домашних садов хлопчатобумажные изделия подвергались наиболее быстрому разложению: за период в два месяца происходило разрушение около 58% материала. Проведенный статистический анализ выявил, что на скорость деструкции ткани оказывает большее влияние концентрация питательных веществ в почве, чем содержание органического углерода.

Наиболее медленный темп разложения был отмечен на газонах: за два месяца происходило разложение приблизительно 40 процентов ткани. Исследователи объясняют это особенностями ухода за газонами, который включает регулярную стрижку, ограниченное разнообразие видов растений и иногда применение гербицидов, что может сдерживать развитие почвенных организмов.

Таким образом, идентичные комплекты белья, размещенные на различных участках земли, демонстрировали разную степень разрушения за два месяца, что напрямую зависело от характера использования земельного участка.

В результате проведенных исследований эксперты определили, что хлопковое белье может служить доступным и экономичным инструментом для оценки активности микроорганизмов в почве. Благодаря участию добровольцев ученые получили возможность сравнить состояние грунта на сотнях участков земли по всей территории Швейцарии и установить, что скорость разложения зависит не только от состава почвы, но и от методов ее использования. Данный подход открывает возможности для проведения масштабных исследований почвенного покрова без применения сложной аппаратуры и с привлечением широкого круга людей.

Выводы исследователей представлены в журнале Plants People Planet.