Når rødderne knækker og orme knaser

Rødder kan "lyttes til", mens de vokser - og orme, når de graver. Forskere fra ETH Zürich og det franske nationale institut for landbrugsforskning præsenterer en ny metode til jordanalyse.

Sund jord er levende - et princip, der gælder for både jordbund, der er naturlige og dem, der dyrkes. En stor del af det, der sker under jorden, imidlertid, forbliver skjult for forskere. Større bevidsthed om de involverede fænomener ville være nyttig for bedre at forstå sammenhængen i dette økosystem.

Målbare lyde

Det, der ikke kan ses, kan måske blive hørt:med dette i tankerne, forskere fra ETH Zürich og det franske nationale institut for landbrugsforskning (INRA) har brugt piezoelektriske sensorer til at undersøge forskellige jordarter for akustiske emissioner.

Resultatet:når rødder vokser, eller regnorme graver tunneler, de laver lyde, der helt klart kan spores tilbage til rodvækst og ormeaktivitet. Dette er blevet demonstreret af en undersøgelse foretaget af Marine Lacoste fra INRA, Siul Ruiz og ETH-professor Dani Or fra Institute of Biogeochemistry and Pollutant Dynamics ved ETH Zürich.

At lytte til jord åbner et nyt vindue for videnskab, siger Eller:"Vi kan lære, når rødder vokser, for eksempel. Indtil nu, vi vidste ikke, om det sker i løbet af dagen, om natten, eller i våde eller tørre jordforhold. Den nye metode giver os mulighed for at finde ud af dette på stedet relativt let - og uden at grave. "Forskerne har for første gang vist, at biologisk aktivitet i jorden kan måles ved hjælp af akustiske sensorer.

For at teste denne hypotese, forskerne sammenlignede visuelle observationer med akustiske målinger. De demonstrerede, at i sandfyldte jordfyldte glasceller med majsplanter og i lignende celler fyldt med lerholdig jord, der tillod regnorme at bore tunneler.

Piezoelektriske sensorer registrerede de akustiske emissioner, som har form af elastiske bølger med en frekvens på 1-100 kilohertz. Lydbølger af denne art forekommer, for eksempel, når små korn bevæger sig eller gnider mod hinanden - eller når der dannes små revner i jorden. Mennesker kan ikke høre dem.

Efter syv dage (regnorm) og nitten dage (rødder), forskerne korrelerede den observerede rodvækst og gravede tunneler med de registrerede lyde - de var meget konsekvente. Kontrolmålinger fra celler, der kun indeholder jord, bekræftede, at lydene stammer fra rødder og regnormeaktivitet.

Hvornår vokser rødderne - og hvor mange?

Dani Or har allerede med succes undersøgt terræn for tidlige tegn på jordskred. Værket lærte ham at skelne og fortolke en række akustiske emissioner. Han siger:"Støjene i jorden er af en meget lav størrelse, men det faktum, at de udviser specifikke signaturer, betyder, at de kan tilskrives bestemte kilder. Orme, for eksempel, bevæger sig meget hurtigere end rødder, mens deres akustiske emissioner er meget mere uregelmæssige. "

Han håber, at den nye metode på et tidspunkt vil sætte ham i stand til at foretage kvantitative vurderinger af antallet af rodspidser, der vokser samtidigt og hastigheden af ​​deres vækst. Ikke mindst, metoden kunne kaste lys over samspillet mellem regnorme og rodvækst og dannelsen af ​​jordstrukturer.

Næste trin:feltforsøg

Undersøgelsen har givet forskerne mulighed for at demonstrere, at jordens biologiske aktivitet kan måles akustisk - under laboratorieforhold, i det mindste. Det næste trin indebærer at se på de situationer, der passer til metoden, og hvordan den udspiller sig i feltet. En indledende test har allerede vist sig at være vellykket:forskerne lod planter vokse i en jordsøjle - hvilket gjorde det muligt for dem at måle rodvækst akustisk. Eller kan godt se hans metode blive brugt af landmænd i fremtiden sammen med andre midler til jordanalyse.