Дев’ять років тому я вперше побував у лабораторії WARD у Небрасці. Цього року знову приїхав сюди і пройшов лабораторією разом із доктором Реєм Вардом.
Цього разу мене особливо зацікавила розмова про здоров’я ґрунту. Рей багато говорив про його біологічну активність, виділення CO₂, водорозчинні вуглець і азот, роботу мікроорганізмів, структуру ґрунту, рух води й повітря. Наприкінці екскурсії ми зайшли в окрему кімнату, де проводять аналізи, пов’язані саме зі здоров’ям ґрунту.
Звичний аналіз ґрунту відповідає передусім на питання: що в ньому є? Але розмова з Реєм Вардом була ще й про інше: що в цьому ґрунті відбувається?
Ґрунт, який дихає
Рей Вард розповів про один із тестів біологічної активності ґрунту. Зразок зволожують і залишають на 24 години, після чого вимірюють кількість CO₂, що виділився за цей час. Саме виділення вуглекислого газу дозволяє оцінити активність ґрунтової біоти.
Пояснюючи цей тест, Рей провів цікаву паралель із тим, що відбувається безпосередньо в ґрунті. У добре агрегованому ґрунті є пори, заповнені повітрям. Якщо біологія активна, в результаті життєдіяльності мікроорганізмів у ґрунті утворюється CO₂. Коли випадає дощ і вода заповнює пори, вона витісняє вуглекислий газ назовні.
Потім рослини починають споживати воду, її рівень у порах знижується, і туди знову надходить кисень. Він потрібний і ґрунтовим мікроорганізмам, і кореневій системі рослин.
Саме цей постійний рух Рей порівняв із роботою легень: вода заходить у ґрунт, CO₂ виходить; рослини забирають воду, і в ґрунт знову надходить кисень.
Ґрунт ніби дихає.
І тут стає зрозумілим зв’язок між структурою ґрунту та його біологією. Щоб цей обмін відбувався, потрібні пори, через які можуть рухатися вода й гази. А кількість CO₂, що виходить із ґрунту після його зволоження, стає одним із показників активності життя всередині нього.
Чому WARD відійшла від класичного тесту Гейні
Коли мова зайшла про оцінку здоров’я ґрунту, Рей Вард окремо зупинився на тесті Гейні.
У класичному варіанті цього тесту враховують респірацію ґрунту, водорозчинні вуглець і азот, а також використовують спеціальний екстрагуючий розчин H3A. До його складу входять органічні кислоти, які мають імітувати дію кореневих виділень і показувати, яку частину поживних елементів ґрунт може перевести у доступну для рослин форму.
Але саме до цієї частини тесту в Рея виникли питання. За його словами, H3A не працює належним чином у лужних ґрунтах. Тому в WARD від класичної версії тесту Гейні відійшли.
У своїй оцінці здоров’я ґрунту вони залишили ті показники, які вважають корисними, але доповнили їх іншими даними. Зокрема, враховують pH, органічну речовину та результати звичайного агрохімічного аналізу ґрунту. Тобто висновок роблять на основі ширшого набору показників, а не лише класичної схеми Гейні.
Рей висловився досить однозначно: витрачати гроші лише на класичний тест Гейні він не радить, бо, на його думку, для повноцінної оцінки там бракує даних.
Мені тут цікава сама логіка. Навіть метод оцінки здоров’я ґрунту не сприймається як щось раз і назавжди задане. Його перевіряють у різних умовах, бачать обмеження і змінюють.
Від зразка до результату
Далі ми пройшли лабораторією і побачили, який шлях проходить звичайний зразок ґрунту: приймання, сушіння, подрібнення, підготовка до аналізу і власне вимірювання різних показників.
Масштаб роботи тут вражає. За попередній рік у WARD проаналізували 546 тисяч зразків ґрунту, а в найбільш завантажений осінній період лабораторія може приймати близько 5000 зразків на день. При такому потоці значна частина процесів автоматизована.
Серед нового обладнання Рей показав інфрачервоний спектральний аналізатор вартістю близько 250 тисяч доларів.
Для аналізу потрібна зовсім невелика кількість ґрунту, а сканування займає приблизно 30 секунд. Отриманий спектр можна використовувати для оцінки різних характеристик ґрунту. Для побудови моделей WARD, зокрема, отримала від USDA близько 90 тисяч спектрів ґрунтових зразків.
Для мене цікавою виявилася не стільки швидкість нового приладу, скільки напрямок його подальшого використання. Рей сказав, що наступним кроком вони хочуть застосовувати спектральний аналіз і для оцінки здоров’я ґрунту.
Окрема кімната для здоров’я ґрунту
Наприкінці екскурсії ми зайшли в приміщення, про яке Рей сказав просто:
«Це наша кімната здоров’я ґрунту».
Тут проводять, зокрема, PLFA-аналіз. За допомогою фосфоліпідних жирних кислот визначають різні групи ґрунтових мікроорганізмів. У результатах окремо можна побачити грампозитивні й грамнегативні бактерії, сапрофітні та мікоризні гриби, а також інші групи. Аналіз дозволяє оцінити загальну мікробну біомасу та її різноманіття.
У цій же кімнаті стояли зразки ґрунту, залишені на 24 години для вимірювання виділення CO₂. Тобто наприкінці екскурсії ми фактично повернулися до того, з чого почалася наша розмова про здоров’я ґрунту: до його біологічної активності.
У підсумку все зводиться до простого питання. Ми звикли питати, що міститься в ґрунті. Але для розуміння його здоров’я цього вже недостатньо. Треба ще бачити, що в ньому відбувається.