Тысяча добровольцев закопали свои хлопковые трусы на два месяца
Не чтобы защититься от подземных гномов, а в рамках гражданского научного проекта по картированию состояния почв в 25 странах. Результаты этого необычного эксперимента опубликованы в научном журнале Plants People Planet. «Наши результаты показывают, что способы управления почвами могут существенно влиять как на жизнь в почве, так и на её качество», — заявил один из соавторов исследования Марсель ван дер Хейден, агроэколог из Цюрихского университета.
По его словам, здоровая, биологически активная почва жизненно важна для плодородия, круговорота питательных веществ и многих других экосистемных услуг. Авторы отмечают, что состояние почв критично для сельского хозяйства и продовольственной безопасности, а также для глобальной экосистемы в целом, но во многих местах оно ухудшается.
Одним из ключевых индикаторов здоровья почвы служат скорости разложения сложной органики — процесса, при котором листья, древесина и другие биологические остатки превращаются в более простые органические и неорганические соединения с выделением углекислого газа и питательных веществ. Крупномасштабных национальных исследований разложения с участием разных типов землепользования пока проведено сравнительно немного, хотя мелкие исследования показывали, что человеческое использование участка заметно влияет на биологическое разнообразие почвы.
Для измерения скоростей разложения широко используют коммерчески доступные чайные пакетики; этот метод получил название «индекс чайного пакетика» (teabag index, TBI). Тем не менее ван дер Хейден и коллеги посчитали, что показатель TBI можно улучшить: он требует осторожного обращения и специальных инструментов, например точных весов. Поэтому учёные выбрали более наглядный и вовлекающий подход.
Ранее исследования показали, что для оценки разложения можно использовать и хлопковые полоски; от этого родилась идея привлечь граждан к эксперименту и попросить добровольцев закопать хлопковые трусы на пару месяцев, а затем извлечь их и зафиксировать результаты. Проект, получивший название «Proof by Underpants», привлёк тысячу добровольцев из 25 стран — среди них 240 человек указаны в списке соавторов статьи.
Каждому участнику отправляли набор: две пары мужских трусов из органического хлопка, 12 чайных пакетиков и пакет для отбора почвенного образца, а также подробные инструкции. Каждый волонтёр выбирал площадку, выкапывал яму и отбирал образец почвы. Затем две пары трусов вертикально вставляли в почву бок о бок так, чтобы синтетическая резинка была видна на поверхности. Перед каждой парой также размещали по шести чайным пакетикам, чтобы сравнить, как трусы работают в качестве индикатора разложения по сравнению с TBI. Яму засыпали обратно.
Первая пара трусов и соответствующие чайные пакетики извлекались через 30 дней, вторая — через 60 дней; участники документировали состояние материалов и отправляли всё обратно исследователям для анализа.
Главный вывод исследования: тип землепользования оказался самым важным фактором. Трусы разлагались быстрее всего в частных садах, где анализ почвы показал наибольшее содержание органического вещества — такие условия особенно благоприятны для дождевых червей, грибов, бактерий и других организмов. Газоны продемонстрировали наименьшую активность почвенных организмов, тогда как сельскохозяйственные поля и луга заняли промежуточную позицию.
Температура и влажность также влияли на активность организмов — особенно если условия были слишком холодными или слишком сухими — как и уровень питательных веществ в почве. В целом авторы пришли к выводу, что их «индекс трусов» даёт сведения о состоянии почвы, сопоставимые по информативности с TBI, включая связь с химическими и физическими свойствами почв, высотой над уровнем моря и влажностью.
В отличие от TBI, трусы «обеспечивают прямую визуальную и тактильную оценку разложения, которую легче интерпретировать», отмечают исследователи. Это делает метод «идеальным инструментом для использования в гражданских научных проектах и для повышения осведомлённости о проблемах, связанных с почвами». Статья предоставляет наглядный пример того, как простые материалы и вовлечение широкого круга людей могут помочь собрать крупномасштабные данные о состоянии почв и способствовать развитию практик, направленных на сохранение и восстановление их здоровья.