Метод с потолка

Метод с потолка

Не повезло многоножкам. Никто о них не думает, а если видят, то выражают демонстративную брезгливость. Это еще не самое плохое. Те, кого многоножки интересуют, норовят поскорее запихнуть животных в муфельные печи. Особенно, отчего-то преуспели в этом немцы. Пепел затем отправляют на масс-спектрометрию.

Все потому, что почвенные животные служат невероятно удобным индикатором загрязнения поверхностного слоя тяжелыми металлами. Особенно это касается разного рода кивсяков, вроде tachypodoiulus niger, вся активная жизнь которых проходит в лесной подстилке.

Казалось бы, отчего просто не собрать в пакет земли и не отдать в лабораторию? Зачем столько усилий на поимку почвенной фауны? Вспомним тут работы Леонтия Григорьевича Раменского и зададим аналогичный вопрос: «Для чего оценивать экологические условия по растительному покрову, если проще провести химический анализ?».

Химический анализ провести действительно проще, но если он один. Завтра пройдут дожди, понизится температура, задует влияющий на испарение ветер и актуальный химический состав изменится. Выходит, что одного анализа недостаточно, требуются регулярные наблюдения.

Но даже организовав регулярность наблюдений, вы еще не получите полной картины, поскольку почва для анализа берется из одного конкретного места. Ну ладно, если вы соблюдаете технологию «конверта», то из пяти разных мест. Какой результат вы получите, отойдя от места пробы десяток метров — большой вопрос.

Выходит, что биоиндикация почвы оказывается гораздо дешевле самой разветвленной сети отбора образцов на химический анализ. Для подстилки и самых верхних слоев почвы кивсяки подходят прекрасно. Можно еще лишайники со мхами использовать, но их не всегда найдешь, а еще и вид должен быть одинаков. Животные надежнее, тем более пространственный охват у них несравненно больше, чем у растений.

Тут наступает время сомневаться. Если методы столь хороши, почему до сих пор они выступают скорее необязательным бонусом при любых изысканиях и проектировании? Где переизданные тома легендарной коричневой книжки «Раменский, Цаценко, Чижиков, Антипин». Не может же один Сбербанк литературой заниматься, главный интерес должен у агрохолдингов быть.

Причин две. Первая — порог входа. Отобрать почву конвертом, может после небольшой инструкции любой тракторист, а химический анализ уже едва ли не на конвейере делают. Для биоиндикации мало того, что нужен грамотный специалист умеющий различать виды и знать их экологические предпочтения, так его еще и по полям нужно гонять. Автоматизировать этот процесс сложно.

Вторая причина в сложности интерпретации. Химический анализ дает очень понятные результаты: килограмм почвы содержит икс миллиграмм вещества. Если даже завтра этого вещества будет игрек, все-равно ясно о чем речь. Легко можно перемножить значения и, например, сравнить с выбросами ближайшего завода. Биоиндикация вызывает вопросы. Пусть ваши кивсяки накапливают некоторое количество металлов, как на основе этого суммарное загрязнение оценить? И потом, может они ползают только по местам, где загрязняющих веществ осаждается больше всего? Что мы знаем про этологию кивсяков? Да почти ничего.

С экологическим шкалированием Раменского еще хуже. Там вообще вместо количественных показателей фигурируют сомнительные баллы. Прямо не анализ, а какой-то отчет Пенсионного фонда. Что технология с тридцатых годов почти не развивалась, лучше даже не упоминать. Хорошо хоть знания в естественных науках устаревают не так быстро как айфоны.

Если преодолеть эти трудности, выйдут хорошие производственные методы оценки состояния окружающей среды. Но годы идут, а трудности все не преодолеваются. И сомнения все нарастают. Тем более, когда живущий в подстилке кивсяк tachypodoiulus niger на тебя почему-то с потолка падает.

Педосолярис

Педосолярис

Удивительно плохо выстроена система цензуры в России. Полная ерунда попадает под запрет, а вредные и опасные произведения в самом широком доступе. Хуже лишь демократическая идея отмены цензуры: ничего не запрещайте, люди сами разберутся. Сами они могут только огурцы в задницу пихать и то, для этого нужен человек, который объяснит как все правильно делать.

Пока жители нерезиновой ворчали на понаехавших, никто не обратил внимание на любопытную мысль фильма «Марсианин» с Мэттом Деймоном. И завтра не обратят, и послезавтра. Но каждый день будут недовольны тем, что «продукты дорогие, а экология плохая».

А почему при подобном подходе должно быть иначе? Ведь очевидно, что за пределами крупных городов живут лишь дураки и бездельники. Мы своими глазами видели, как мужик втыкал картофелины в человечьи какашки и за год в одиночку создал на Марсе целую плантацию. А вы все жалуетесь: то гумуса у вас мало, то удобрения подорожали.

Гумус — вещь безусловно нужная. Альбрехт Тэер создал по этому поводу даже специальную теорию: дескать все питание растения получают из гумуса, удобрения лишь способствуют этому процессу. Но вот нюанс: в каменном угле и торфе этого гумуса в несколько раз больше, чем в самой лучшей почве, только вот не растет нихрена ни на торфянниках, ни на угольных россыпях. Гумус — это во многом индикатор плодородия почвы, а не ее причина.

Юстус Либих так этим озадачился, что напрочь теорию Тэера опровергнул, заявив о примате минерального состава в плодородии почвы. Наступила эпоха химии, которая, отчасти продолжается до сих пор. Мысль кажется разумной: с каждым урожаем поля теряют азот, фосфор, калий, магний и другие элементы. Что-бы дефицита не было, построим в Мурманской области апатито-нефелиновую фабрику и будет для ваших полей фосфора сколько угодно. Ровно так же и с остальными элементами. Вот только не учли, что важны не только сами элементы, но и то, каким образом они попадают в растения. А то, выходит, что при недостатке железа следует ржавый гвоздь лизать. А при недостатке нескольких элементов следует принимать специальные порошки. Для страдающих от недостатка фтора, азота и фосфора один такой разработали. Навальный, говорят, попробовал — не понравилось.

Наконец, век назад советский почвовед Василий Робертович Вильмс обратил внимание на важность не только слагающих почву элементов, но и на ее структуру. Современные концепции земледелия продвинулись еще дальше, но во-первых, такой подход пока мало кто принимает, во-вторых, обостряется проблема с химической обработкой почвы, а в-третьих, растениеводство без животноводства и мудрой логистики — это варварство. Еще неизвестно на какой игле сидеть лучше: на нефтяной или пшеничной. Но даже при доступности навоза, следует прежде подумать о пользе его компостирования или обработки. Посмотрел бы я на Мэтта, если бы ему настоящую картошку пришлось на фекалиях выращивать.

Почва — это не грязь и даже не механическая смесь разных элементов. Это отдельный океан. В некотором смысле даже разумный, как Солярис и общаться с ним надо уметь. С компьютером общаться, конечно проще, вот только компьютер еды не дает. Нет повода возвращаться в каменный век, но стоит лишний раз подумать, умна ли надменная брезгливость по отношению к тому, кто кормит нас каждый день.

А то бытовые истории о жизни людей, видите ли оскорбляют, а насмехаться над многовековой культурой человечества можно хоть каждый день.

Агрегаты почвы

Что может быть скучнее выкопанной земли? Про такие вещи даже сказать нечего. Разве кто упомянет размер кучи, да редкий знаток указав на темный цвет произнесет слово «чернозем». Если встряхнуть почву на лопате, она распадется на отдельные куски. Одни называют их агрегатами, другие отдельностями, третьи структурными элементами.

Отечественные почвоведы выделяют двадцать одну форму таких кусков, объединяя их в три типа: комковатый, столбчатый и пластинчатый. Какой именно у вас под ногами — зависит от условий формирования и развития почвы. Если быть точнее — от химического состава материнской породы, температуры, осадков, флоры, фауны и других факторов. За дюжину тысяч лет (от Валдайского оледенения) они сформировали почву как уникальное образование: ее нельзя получить просто смешав исходные компоненты.

Почва — это не содержимое мешков, которые продают цветочные отделы в супермаркетах. И даже не место под картошку на даче. Это океан со своими акулами, планктоном и водомерками. На глубине постоянно происходят сложные малопонятные процессы. Взять те же почвенные агрегаты: в основе их формирования лежит теория ДЛФО о коагуляции как результате межмолекулярного и электростатического взаимодействия.

Полтора века назад голландец Ван-дер-Ваальс догадался о существовании электростатической (без образования ковалентных пар) связи между молекулами. В тридцатых его мысль развил Фриц Лондон, описав один из трех типов Ван-дер-Ваальсовых сил — дисперсионное приятжение. В коллоидной системе (среднее между раствором и взвесью) всегда существует броуновское движение. Когда частицы в таком движении слишком близко приближаются друг к другу, между ними возникает сила притяжения Ван-дер-Ваальса-Лондона и электростатическая сила отталкивания. Если электростатическая сила больше — частицы оттолкнутся друг от друга. Если больше сила притяжения Ван-дер-Ваальса-Лондона — частицы слипнутся. Это и есть ДЛФО — теория Дерягина-Ландау-Фервея-Овербека. В зависимости от баланса электростатических и Ван-дер-Ваальсовских сил образуется тот или иной вид почвенных агрегатов.

Согласно модели Планта-Фенга-МакГилла, агрегаты распадаются примерно за месяц. Достоверность модели сомнительна, но лежат они действительно долго, сохраняя форму даже после высыхания почвы. Распадаются строго по степенному закону, который К.Ю. Хан с соавторами принимают за экспоненциальный (строго говоря это верно, но лишь в частном случае). Каждый может в этом убедиться разложив агрегаты в порядке уменьшения размера.

Здесь напрашивается разговор о размерности Хаусдорфа-Безиковича. Или о моделях Бингама-Шведова, Барджеса, Пойтинга-Томпсона. Или о теории перколяции. Но стоит ли так долго обсуждать кучу выкопанной земли?