"Lažje je videti drevo in ptice na obzorju, kot vtakniti nos v tla …"

V tleh najdemo bakterije in glive, pa tudi deževnike, stonoge in žuželke ter miši in krte, če naštejemo samo nekatere prebivalce tal. Zakaj poznamo le en odstotek organizmov, ki živi ali pa del svojega življenjskega cikla preživi v tleh? Kot razloži Tine Grebenc z Gozdarskega inštituta Slovenije, je eden od razlogov visoka raznolikost živih organizmov v tleh.

Naslednji razlog je kompleksnost tal. "S kompleksnostjo mislim predvsem to, da se na zelo majhnem prostorju združujejo in v različnih razmerjih mešajo vodna, plinasta in trdna faza. In slednjo lahko delimo še na nežive delce (kamenine, gline,…) ter živi del oziroma njihovi ostanki, torej organizmom dostopno obliko ogljika in z drugimi hranili bogato organsko snov. Torej močno koncentrirana in izjemno pestra hrana na kratkih razdaljah, katero bodisi zaradi kompleksnosti, bodisi zaradi manjka analitičnih pristopov raje »spregledamo«. Saj veste, lažje je videti drevo in ptice na obzorju, kot vtakniti nos v tla," je pojasnila.

Ob tem pa Grebenc opozarja še na en vidik, na funkcionalno pestrost tal, "pestrost encimov in kemijskih in fizikalnih sprememb, ki jih ta nepredstavljivo velik nabor organizmov zmore. In vsi ti procesi v tleh omogočajo kroženja hranil, ohranjanje rodovitnosti tal, obnavljanje poškodovanih tal."

Kako raziskovalci ugotavljajo pestrost življenja v tleh?

Ker je večina organizmov v tleh mikroskopskih in jih ne moremo videti s prostim očesom, si težko predstavljamo, kako bogato je življenje pod našimi nogami. Raziskovalci z Gozdarskega inštituta skrivnosti življenja v tleh odstirajo z DNK-analizo organizmov.

Z Natašo Šibanc z Gozdarskega inštituta Slovenije se odpravimo v bližnji gozd, saj so gozdna tla, zaradi obilice organske snovi, ena izmed najbolj živih tal. V gozdu najdemo primerno mesto, stran od poti in med drevesi, da lahko vzame vzorec. "V zgornjih 10 centimetrih tal je delež organske snovi največji, s tem je tudi največja pestrost talnih organizmov in tudi najhitrejša razgradnja organske snovi," pojasni Šibanc.

Vzorec nato preseje, da loči korenine rastline od ostalih tal. Nato zemljo in korenine spravi v vrečke in v hladilno torbo, da upočasni procese, ki potekajo v tleh. Vzorce prenese v laboratorij na nadaljnjo obdelavo in analizo. "Določanje organizmov v tleh je težavnejše v primerjavi z določanjem korenin rastlin ali živali zaradi tega, ker jih je zelo težko gojiti v čistih kulturah. Prav tako gre za majhne organizme, zaradi česar je otežena njihova morfološka identifikacija, torej identifikacija na podlagi njihove oblike in splošnih lastnosti." Pogoji in procesi, ki potekajo v tleh, so tako zapleteni, da jih ne morejo poustvariti v laboratoriju.

Vzorec v laboratoriju najprej zmrznejo na – 80 stopinjah Celzija, nato ga liofilizirajo, posušijo z zamrzovanjem. "Proces liofilizacije ima podoben učinek kot sušenje rastlin za herbarij. Sušenim rastlinam se tako ohrani struktura in njihove lastnosti več stoletij. S postopkom liofilizacije v zamrznjenem vzorcu odstranimo vodo, s tem zaustavimo biološke procese, ki potekajo v vzorcu in na tak način stabiliziramo DNK," je razložila Štibanc.

Vzorec nato zmeljejo, da iz njega nastane prah, ki je primeren za izolacijo DNK-ja. Sledi molekularna analiza, s katero lahko ugotovijo, kateri organizmi živijo v tleh, koliko jih je in kako so združbe teh organizmov sestavljene. Zanimivo pa je, da lahko s to metodo analizirajo tudi tako imenovani okoljski DNK torej DNK organizmov, ki jih ni več v tleh, so pa za seboj pustili sledi denimo v obliki izločkov, dlak in podobnega.

Biodiverziteta tal je najbolj ogrožena v kmetijskih ekosistemih

Z obdelavo tal, torej oranjem, gnojenjem in uporabo sredstev za varstvo rastlin želijo kmetovalci doseči čim boljše pogoje za rast različnih vrst rastlin, ki bodo dale velik pridelek. To pa vpliva na življenje v tleh. Kot pojasni Marjetka Suhadolc z Biotehniške fakultete Univerze v Ljubljani, "so v primerjavi z naravnimi ekosistemi, kot je npr. gozd, talni organizmi v kmetijskih tleh res bolj ogroženi zaradi številnih motenj, ki so jim ves čas izpostavljeni. Seveda so razlike v intenzivnosti kmetovanja. Vendar ne gre le za uporabo fitofarmacevtskih sredstev in mineralnih gnojil, ki imajo praviloma negativne učinke na biodiverziteto tal, v tla posegamo že z oranjem."

Ob tem dodaja, da z obdelavo spreminjamo življenjski prostor organizmov, rušimo strukturo, spreminja se velikost por v katerih živijo, zračno-vodne razmere, ter oblika in dostopnost hranil za organizme v tleh. Organizmi se morajo v kmetijskih tleh spremembam ves čas prilagajati.

Najbolj neposredni učinki so vidni na deževnikih. "Posebno pri večjih vrstah, ki so izjemno občutljive na mehansko obdelavo tal zaradi povečanih poškodb telesa in rušenja njihovih rovov. Ti deževniki namreč živijo v rovih globoko v tleh, na površje prihajajo le po rastlinske ostanke, ki jih odvlečejo nazaj v globino. Manjših deževnikov, ki živijo v mineralnem delu tal v začasnih rovih, pa obdelava ne prizadene in se njihova številčnost lahko poveča, seveda, če je na voljo več hrane."

Ob tem pa Suhadolc poudarja, da čeprav je biodiverziteta v kmetijskih tleh res najbolj ogrožena, pa lahko na z dobrim gospodarjenjem s tlemi, na biodiverziteto tudi pozitivno vplivamo. "Denimo uporabo mineralnega dušika lahko zamenjamo z vključevanjem metuljnic in tako spodbudimo talne bakterije, da pretvorijo dušik iz zraka v rastlinam dostopno obliko."

Kako različne oblike obdelave zemlje vplivajo na mezofavno v tleh?

Na Kmetijskem inštitutu ugotavljajo, kako na talne živali vplivajo različne kmetijske prakse, oranje, minimalna obdelava in brez obdelave. "Mi smo s temi poskusi začeli lani, prvi rezultati pa kažejo, da je najugodneje za talne živali minimalna obdelava," pove Irena Bertoncelj. Minimalna obdelava je obdelava samo najbolj zgornjega sloja tal, do 10 centimetrov globine, brez mešanja slojev tal.

Na Kmetijskem inštitutu Slovenije preučujejo vpliv različnih kmetijskih praks na srednje velike organizme v tleh, ki so veliki do 5 milimetrov. V vzorcih se najpogosteje znajdejo skakači in pršice. "Vloga teh živali je predvsem pospeševanje razgradnje odmrle organske mase v tleh. Te živali se prehranjujejo z odmrlimi ostanki rastlin in živali. Medtem, ko se hranijo, te večje delce razdrobijo, s tem povečajo površino teh delcev in pospešijo njihovo kolonizacijo za bakterije pa glive, ki to organsko snov naprej razgrajujejo," Bertoncelj razloži vlogo srednje velikih organizmov v tleh .

Iskanje srednje velikih živali v tleh se začne z odvzemom vzorca tal z jekleno sondo premera 10 centimetrov, ki jo raziskovalci zabijejo v tla do globine 10 centimetrov. Nato vzorec, velik 1000 kubičnih centimetrov oz. en liter, na Inštitutu pretresejo v poseben lijak, ki ima na dnu dve mrežici, da zadržita vzorec tal. Nato pa lij z vzorcem tal postavijo nad vedro v katerem je lonček z alkoholom, kamor se bodo ujele talne živali.

"Potem vsa ta vedra, ki imajo na dnu lijake in pasti, zložimo v to enostavno napravo, to je Kempsonov ekstraktor. Ta naprava ima na vrhu grelec, ki greje zrak, zrak pa suši te talne vzorce. S tem imitiramo sušo v naravi in te živali se potem pred sušo umikajo v globlje plasti zemlje, tal in potem konec koncev padejo skozi to mrežico v lijak in na koncu koncev v past z alkoholom," je pojasnila Bertoncelj.