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.

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.

источник