Исследователи из Университета штата Вашингтон разработали способ оценки здоровья почвы путем измерения электрического тока, производимого мельчайшими микроорганизмами.
По словам Марен Фризен, доцента кафедры патологии растений и растениеводства и почвоведения, одним из самых больших препятствий на пути улучшения почв является отсутствие возможности быстрого измерения в режиме реального времени состояния почвы. Данная технология позволит в реальном времени измерять не только структуру почвы, но и ее функциональную составляющую.
Здоровье почвы для сельского хозяйства и урожая во всем мире заключает в себе неоценимую важность, но измерить его не так просто. Фермеры и исследователи используют химию почвы, анализ питательных веществ, измерения текстуры и pH, чтобы получить представление о физических и химических свойствах почвы. Несмотря на то, что эта информация может быть полезной, она не всегда отражает, насколько на самом деле продуктивна почва. Это связано с тем, что ключом к продуктивности почвы является жизнедеятельность микроорганизмов, отмечает Фризен. Миллиарды бактерий, грибов и других организмов играют решающую роль в мобилизации и обеспечении почвы питательными веществами, защите от патогенов и росте растений. Однако до сих пор не существовало простого способа измерения микробной активности в режиме реального времени.
Два образца почвы, которые использовали исследователи, были собраны на агрономической ферме Р. Дж. Кука и выглядели почти идентичными друг другу с точки зрения состава почвы. Оба они были собраны с участков, которые не были обработаны, имели относительно высокое содержание органического вещества и имели одинаковый уровень pH и тип почвы. Но у исследователей были данные, показывающие, что одна из почв была значительно более продуктивна по урожайности пшеницы, чем другая.
Исследователи обнаружили, что более продуктивная почва вырабатывала электрический ток, в то время как менее продуктивная почва почти не производила тока — около 1% в отличие от более продуктивной почвы.
Также научные сотрудники обнаружили еще одно различие между двумя почвами: при добавлении сахара для стимуляции метаболической активности электрохимические сигналы изменились в здоровых и нездоровых образцах почвы. Это позволяет предположить, что добавление сахара стимулировало микробную активность в обоих типах почвы.
В будущем ученые планируют проводить еще больше исследований с тестированием почв, испытывая образцы на реальных сельскохозяйственных полях, а не в контролируемых условиях лаборатории. В конечном итоге ученые надеются разработать портативный датчик, внедряемый прямо в почву для получения информации в режиме реального времени.
Подготовлено по материалам https://news.wsu.edu