ארכיון דוגמאות

מעבדה להפרדת מוצקים

איסוף ואחסון דוגמאות קרקע

לאיסוף ואחסון דוגמאות קרקע (וגם חומרים ביולוגיים כמו צמחים, דגנים, עשבייה, זבל אורגני) יש היסטוריה ארוכה כוללת ככל הנראה ארכיון הדגימות המפורסם ביותר של רות'מסטד (RSA, Rothamsted Sample Archive) שהוקם על ידי Lawes and Gilbert בשנת 1843. נכון לעכשיו, ארכיוני דוגמאות קרקע קיימים במוסדות מחקר רבים במדינות שונות, למשל במכון למדעי הקרקע של האקדמיה הסינית למדעים, המכון הדני למדעי החקלאות (בפולום), בשירות המחקר החקלאי האמריקאית, אלטררה (ווגינגן), האוניברסיטה החקלאית בפונג'אב (הודו) ) [1] ואחרים כמו ארכיוני ראסל ראנץ '(מכון לקיימות חקלאית, UC דייויס) או ארכיב הקרקע הלאומי של CSIRO (אוסטרליה). מדוע יש צורך בארכיונים אלה? יתכן שניתן לתת את התשובה הפשוטה לשעלה הזאות כדלקמן: "דגימות הקרקע של הארכיון הן " קפסולת זמן " שהן מקור ידע יקר ערך להערכת שינויים זמניים בתכונות הקרקע, במיוחד ככל שיהיו זמינים כלי מדעים חדשים" [2], ובכך דגימות הקרקע של הארכיון מספקים הזדמנויות ייחודיות ללימודי מערכת אקולוגית ארוכת טווח [3].
לאותם ארכיונים אפשר לשייך את ההמילים שאמר סר John Bennet Lawes, חקלאי ואיש עסקים, בנוגע לכל המחקר בתחנת הניסויים ברוטמסטד: "עלי להסביר שמטרת המחקרים הללו אינה בדיוק להכניס כסף לתוכי בכיס, אך כדי להעניק לכם את הידע שבאמצעותו תוכלו להכניס כסף לכיס שלכם" [4]. להלן רשימה קצרה (ובהחלט מוגבלת מאוד) של הממצאים והתגליות שנעשו באמצעות דגימות קרקע הנשמרות בארכיון:

  • ניטור פלוטוניום ואורניום, בעקבות ניסויי פצצה גרעינית, עם יכולת לזהות את "חתימת" הקרינה המדויקת של פיצוץ ספציפי, "מניסויי במדבר נבאדה בשנות החמישים .. ומצ'רנוביל בשנת 1986" [5];
  • מגמות לטווח הארוך בנוכחות של יוד וסלניום בקרקע וקליטתם על ידי צמחים, "כדי להעריך את ההשפעה של תוספות לקרקע, גשמים שנתיים, יבול ושינויים בכימיה של קרקע, משנת 1876 עד 2008" [6];
  • המצאה שקרקע יבש אוויר מגן על DNA חיידקי במשך יותר מ -150 שנה ובכך דוגמאות קרקע מספקות "משאב יקר ערך למחקר עתידי" [7];

כמו גם ממצאים רבים אחרים שהתבססו על דוגמאות קרקעות מארכיון ברות'מסטד – [8], כגון:

  • כימות תכולת מתכות ככבוד בקרקע בעקבות יישום בוצות או דשני פוספט;
  • קביעת תכולת הפחמימנים הפוליארומטיים והדיוקסינים, עקב העלייה בריכוז האטמוספרי שלהם מאז תחילת המאה העשרים;
  • איתור השינויים בקליטת גופרית האטמוספרית על ידי קרקע וצמח בן 1860 ל-2000;
  • בחינת ההשפעה של קליטת גופרית על אוכלוסיית הפתוגן של הצמח;
  • ניטור פתוגנים חיטה על ידי בדיקות ה-DNA בדגימות קש מ-1844 ל-2003;
  • פיתוח מודל RothC של מחזור C בקרקע המותאם לשינויי האקלים;
  • בדיקת עמידות לקוטלי פטריות בפתוגנים של צמחים.

מדגמים נוספים כוללים ניטור של זיהום עופרת ובדיקת התפתחות של חיידקים עמידים לאנטיביוטיקה [9]. כאמור [10], ארכיוני קרקע מספקים לנו את ההזדמנויות לטפל בבעיות ובשאלות העשויות להופיע בעתיד, "למרות שאיננו יודעים בהכרח מהן השאלות הללו", כול הניסיון העולמי בפיתוח ארכיוני דוגמאות קרקע מוכיח זאת.

רשימת הציטוטים

[1] Dolfing, J., Feng, Y. (2015). The importance of soil archives for microbial ecology. Nature Reviews Microbiology, 13, 1.
[2] CSIRO National Soil Archive: https://www.csiro.au/en/Do-business/Services/Enviro/Soil-archive.
[3] Hubbard Brook Sample Archive: https://hubbardbrook.org/.
[4] Rothamstedt Research: http://resources.rothamsted.ac.uk/sites/default/files/Sir%20John%20Bennet%20Lawes.pdf
[5] Radford, T. (2004). 161 years of soil tests reveal nuclear fallout. Gardian https://www.theguardian.com/science/2004/sep/06/science.research
[6] Bowley, H.E., Mathers, A.W., Young, S.D., Macdonald, A.J., Ander, E.L., Watts, M.J., Zhao, F.J., McGrath, S.P., Crout, N.M.J., Bailey, E.H. (2017) Historical trends in iodine and selenium in soil and herbage at the Park Grass Experiment, Rothamsted Research, UK. Soil Use and Management, 33, 252-262.
[7] Clark, I., Hirsch, P.R. (2008). Survival of bacterial DNA and culturable bacteria in archived soils from the Rothamsted Broadbalk experiment‏. Soil Biology and Biochemistry, 40, 1090-1102.
[8] The Rothamsted sample archive: https://www.rothamsted.ac.uk/sample-archive.
[9] Ayres, E. (2019) Quantitative Guidelines for establishing and operating soil archives. Soil Science Society of America Journal, 83, 973–981.
[10] Johnston, A.E., Poulton, P.R. (2019). Phosphorus in Agriculture: A Review of Results from 175 Years of Research at Rothamsted, UK. Journal of Environmental Quality, 48, 1133-1144.

נושאים נחקרים בתחום

תת קטגוריה

תת קטגוריה​

פעילות בתחום