O cantitate de câteva sute de grame de sol agricol conține peste un miliard de bacterii din câteva mii de specii diferite, un milion de alte organisme unicelulare, un milion de ciuperci individuale și sute de animale mai mari, precum viermi și insecte, arată estimările Centrului European de Date ale Solului.
Oamenii de știință au știut de mult că această biodiversitate – la fel de mult ca și caracteristicile fizice și chimice precum fiabilitatea și aciditatea – joacă un rol cheie în capacitatea solului de a sprijini viața plantelor, inclusiv a culturilor agricole.
Subiectul este în special de actualitate în Marea Britanie, unde sănătatea solului este o parte cheie a noului proiect de lege privind agricultura.
„Ne-am dat seama de importanța biodiversității în sol și acum există o cantitate imensă de cercetare în acest domeniu”, spune Jane Mills de la Countryside and Community Research Institute de la Universitatea din Gloucestershire, citat de publicația Financial Times.
„Până de curând inginerii agronomi s-au concentrat pe chimia solului, analizând nutrienții și îngrășămintele. Multe dintre serviciile ecosistemice furnizate de soluri depind de acumularea de materie organică”, spune Rob Griffiths, un microbiolog al solului la UK Center for Ecology & Hydrology.
„Este incredibil faptul că încă nu înțelegem cu adevărat detaliile modului în care vegetația se transformă în soluri”, a adăugat Griffiths.
Viermii sunt un indicator al sănătății solului agricol, fiind afectati de aciditate, de alunecari de teren, de compactare, de cultivare, de rotație și de gestionarea materiei organice. Sunt principalii ingineri ai structurii solului și consumatorii frunzelor și ai altor materiale vegetale pe care apoi le excretă pentru a fi supuse unei descompuneri mai fine de către colegii lor microbieni. Este posibil ca până la jumatate din materia organică a solului să fi trecut prin intestinul viermilor.
Viermii sunt, de asemenea, hrană vitală pentru păsări sălbatice, mamifere, reptile și amfibieni. Organizațiile agricole, precum Consiliul de Dezvoltare pentru Agricultură și Horticultură din Marea Britanie, încurajează fermierii să numere râmele folosind o procedură standard care implică săparea cuburilor de sol cu o dimensiune de 20x20x20cm.
Numărarea și identificarea microbilor din sol a fost însă o sarcină mult mai grea, deoarece mai puțin de 5% dintre ei pot fi izolați și cultivați în laborator prin microbiologie convențională. Noua tehnologie de amprentare moleculară vine în ajutor sub forma secvențierii genetice și a analizei datelor, cunoscută sub numele de „metagenomică”.
Oamenii de știință pot lua un eșantion de sol și îi pot secvenția tot ADN-ul, care poate proveni din sute sau mii de microbi diferiți. Cu ajutorul unor tehnologii noi încearcă apoi să sorteze diferitele organisme care alcătuiesc microbiomul. Cercetătorii folosesc rezultatele pentru a construi baze de date cu microbii din sol.
Prima încercare de a dezvolta un atlas al microbilor din sol, publicată de o echipă internațională în revista Science, a cartografiat aproximativ 25.000 de tipuri de bacterii – 500 dintre acestea reprezentând aproximativ jumătate din bacteriile din sol în 237 de locații eșantionate în întreaga lume.
La un nivel biologic sub bacterii, sunt virusurile care le infectează, cunoscute sub numele de fagi sau bacteriofagi. Impactul lor asupra activității microbiene în sol este aproape în întregime necunoscut, deși o echipă americană de la Pacific Northwest Regional Laboratory a publicat recent o primă încercare de a cartografia ansamblul global de virusuri ale solului.
„Am început să folosim tehnologia pentru a afla cine este acolo”, spune dr. Griffiths. „Acum vrem să aflăm ce fac. Lucrul greu va fi să le spui fermierilor ce aspecte ale biodiversității solului fac ca solul să fie „mai bun” sau „mai rău” pentru producerea culturilor. ”
Una dintre cele mai mari schimbări ale agriculturii europene din ultimii ani a fost să introducă semințe direct în sol, fără a prelucra sau a ara. Tehnologia no-till crește biodiversitatea în stratul superior pe măsură ce materialul organic se acumulează, ceea ce poate ajuta productivitatea culturilor. Dar există dezbateri cu privire la utilitatea lucrărilor minime în captarea și depozitarea carbonului în sol, spune Dr. Griffiths.
„După câțiva ani, vedem cum carbonul crește în solul de sus, dar o mulțime de oameni spun că acesta scade mai jos, deoarece carbonul nu este atât de mult redistribuit în sol dacă nu există lucrări mecanice”, a explicat Griffiths.
Pe măsură ce calitatea și întreținerea solului crește agenda politică și de mediu, ne putem aștepta ca fermierii și agronomii să aibă acces la metode sofisticate de evaluare a numeroșilor locuitori ai solului, prin stabilirea amprentei moleculare a ADN-ului de mediu.
