2000枚の埋められたパンツが、土壌が最も活きている場所を明らかにしたこと

地面に2ヶ月間埋められ、土壌生物によって分解された後、新しいコットン製のパンツ（左）は分解の明らかな兆候を示しています（右）。（クレジット：Nicolas Zonvi） 要するに、調査された土地の種類の中で、民間の庭が最も高い土壌生物活動を示し、芝生は最も低い値を示しました。分解された下着の量は、土壌中の栄養素と有機物の量に強く関連していました。 コットン製のパンツを埋めることは、誰でも比較可能なコットンブリーフで試すことができる、土壌生物活動の第一印象を得るためのシンプルで使いやすい方法であることが証明されました。新しいコットンブリーフを埋め、2ヶ月待てば、穴が物語を語ります。バラバラになったパンツは、下の土壌が活きて機能していることを意味します。ほとんどそのまま戻ってきたパンツは、地面がほとんど動いていないことを示します。 この単純なテストは、近年の最も型破りな環境研究の1つを基にしており、実際に国全体の土壌の健康状態に関するハードデータを提供しました。研究者たちは、約1000人の市民科学者を募集し、スイス全土の1000カ所に2000組以上のオーガニックコットン製の下着と12000個のティーバッグを埋めました。1ヶ月と2ヶ月後、参加者は衣服を掘り起こし、スイスの農業研究機関であるアグロスコープの研究チームに送りました。 各パンツが土壌生物によってどれだけ食べられたかを測定することで、その土壌の生物学的活動と肥沃度がどれだけ高いかが示されました。分解が進むほど、地下の生態系はより活発になります。分解が進まないほど、生物学的活動は低いことを示していました。 この方法は奇妙に聞こえるかもしれませんが、その発見は大きな意味を持ちます。世界中の土壌は静かに劣化しており、食料供給、きれいな水、そして生態系を維持する生物多様性を脅かしています。しかし、一般の人々は自分の足元で何が起こっているかにほとんど注意を払っていません。 「パンツによる証明」という名前で開始され、ジャーナル「Plants, People, Planet」に掲載されたこのプロジェクトは、25カ国以上でメディアの注目を集めると同時に、全国規模で土壌の健康状態に関するハードな科学データを収集することを目的としていました。 なぜコットン製の下着は驚くほど良い土壌健康テストなのか コットンはほぼすべてセルロースでできており、これは土壌生物が分解するのに適した天然の植物繊維です。土壌がバクテリア、真菌、その他の微細な生き物で満ちている場合、コットン生地は比較的早く消えます。土壌のコミュニティが弱いか苦しんでいる場合、生地はより長く持ちこたえます。 研究者たちは以前にも同様の目的でコットンストリップや特殊なティーバッグを使用してきましたが、これらの方法は精密なスケールと慎重な取り扱いが必要です。それに対して、パンツは即座に何かを提供します。誰でも地面から取り出したものを見て、それが何を意味するかを理解できます。 参加者が下着を取り出した後、研究チームは各パンツを平らに広げ、青い背景を置いて写真を撮り、画像ソフトウェアを使用して元の生地のどれだけが残っているかを正確に計算しました。その数値が、研究者が「アンダーパンツ指数」と呼ぶもの、つまり土壌生物活動の簡単なスコアになりました。 平均して、1ヶ月後には各パンツの約10パーセントが分解されていました。2ヶ月後には、その数値は約50パーセントに跳ね上がりましたが、結果は下着が埋められた場所によって大きく異なりました。 庭は農場に勝ち、どちらも芝生に勝つ土壌健康 土地利用は、下着の分解速度を決定する最大の要因でした。民間の庭は最も高い分解率を示し、2ヶ月後には平均約58パーセントの分解率でした。耕作地は中間値の約51パーセント、永年草地は約47パーセント、芝生は平均約40パーセントで最下位でした。 民間の庭は、研究中の他のどの土地タイプよりも高い土壌有機炭素と利用可能な栄養素のレベルも示しており、これが高い生物学的活動を説明している可能性があります。耕作地の畑は、定期的な耕うんや撹拌にもかかわらず、芝生を上回りました。研究者たちは、鋤による物理的な撹拌が、場合によっては土壌生物を刺激する可能性があると示唆しています。 一方、芝生は頻繁に刈り取られ、除草剤が使用され、多様性の低い草が植えられていることが多く、これらの慣行は分解を促進する地下のコミュニティを抑制する可能性がありますが、この研究では単一の芝生管理慣行に違いを特定することはできませんでした。 研究者を驚かせた発見の1つは、植物が実際に必要とする量と比較して、民間の庭の栄養レベルが非常に高かったことです。植物が管理された量で必要とする栄養素である利用可能なリンは、民間の庭で土壌1キログラムあたり平均13ミリグラムを超えていました。耕作地の畑では、平均は約3.5ミリグラム/キログラムで、推奨範囲内でした。一部の民間の庭の土壌は、1キログラムあたり60ミリグラムを超えていました。 植物はすべての過剰なリンを吸収できず、それは水路に流れ込み、水生生態系と飲料水の質を損なう可能性があります。つまり、一部の民間の庭は、下着の分解スコアは優れているにもかかわらず、植物が使用できる以上の肥料を得ている可能性があります。 わずかに、または重度に分解されていますか？土壌生物が活発であるほど、コットン素材は速く分解されます。（クレジット：Priska Koller、Agroscope） 実際のデータを提供した市民科学プロジェクト 配布された1100の参加パックのうち、883の土壌サンプル、1752組の下着、7000個以上のティーバッグが、800の完了したアンケートとともに返送されました。データ品質でフィルタリングした後、研究者は最終分析に780サイトを含めました。 参加者の少なくとも半分は農家であり、データセットがスイス全土の実際の農業条件を反映していることを保証しました。参加者は自分で埋設地を選択し、標準化されたサイズの穴を掘り、2組の下着を垂直に挿入し、ティーバッグをその横に置きました。1ヶ月後、彼らはティーバッグの一部とともに1組を取り出しました。2ヶ月後、彼らは残りのティーバッグとともに2組目を掘り起こしました。すべてを天日乾燥し、実験室分析のために郵送しました。 スマートフォンアプリを使用すると、参加者は自分の場所を記録し、写真をアップロードし、土地の管理方法に関する詳細を提供できました。 下着からの結果は、より確立されたティーバッグ法からの結果とよく一致しており、研究者たちはアンダーパンツ指数が現実の何かを測定していると確信しました。どちらのツールも、どの土壌が最も生物学的に活発であったかについて同様の話をしました。 研究者たちは、アンダーパンツ指数が土壌の健康状態を最も広い意味で反映するのではなく、主に土壌の肥沃度、つまり栄養素の利用可能性を反映していることを注意深く指摘しています。栄養素が豊富な土壌はコットンを速く分解しますが、それが自動的に土壌が良好な生態学的状態にあることを意味するわけではありません。牧草地や森林のような自然の生態系では、非常に高い栄養レベルはしばしば人間の撹乱を示し、健康ではなく、希少な植物種を追い出す可能性があります。 研究者たちはまた、単に下着を見て10パーセント刻みで分解を推定する単純な視覚評価スケールでも、より複雑なコンピューターベースの画像分析と同程度に正確な結果が得られることを示しました。これは、この方法が裏庭と予備のコットンブリーフを持っている人なら誰でも本当にアクセス可能であることを意味します。 土壌は、陸上のほとんどの生命を可能にする薄い地球の層を形成しますが、それは地球上で最も過小評価されている資源の1つであり続けています。千人の一般の人々に、その健康状態を測定するためのシンプルで記憶に残る、そして少しばかげた方法を与えることは、彼らを支える地面にもっと多くの人々に関心を持ってもらうための、まさに型破りな思考のタイプかもしれません。 論文注記の限界 この研究の統計モデルは、アンダーパンツ指数の変動の16.5パーセントと、ティーバッグ結果の変動の21.5パーセントしか説明できませんでした。研究者たちは、大規模な生態学的データセットは通常、サイト間で高い変動を示すことを認識しており、市民科学アプローチは、この変動を捉えるのに役立ちます。