Půda je komplexním ekosystémem, jehož kvalitu určuje a ovlivňuje celá řada faktorů. V případě zemědělské půdy je to zejména systém jejího obhospodařovávání. Pěstování meziplodin není sice žádnou velkou novinkou, nicméně v otázkách jejich vlivu na kvalitu půdy je stále ještě mnoho prostoru pro hledání odpovědí.
Ačkoliv je asi ve 20 % zemědělských systémů opakovaně pěstována kukuřice jako hlavní plodina, tak je téměř nemožné nalézt pozemek, na němž by byla takto vysévána již celá desetiletí. Ale přece jenom existuje takový jeden opravdu dlouhodobý experiment, a to na University of Illinois, kde je kukuřice pěstována bez přerušení již déle než 40 let a využitím různých dávek dusíkatého hnojení, což poskytuje neuvěřitelnou příležitost k učení se o hospodaření s půdou, a to jak výzkumníkům, tak zemědělcům.
Platí to zejména pro studie, které jsou zaměřeny na zkoumání půdního mikrobiomu, včetně dvou, jež vedl Nakian Kim, doktorand na Department of Crop Sciences na University of Illinois. Kimovi tento dlouhodobý pokus poskytl jedinečné, biologicky stabilní prostředí pro zkoumání základních linií a pozorování mikrobiální odezvy na zařazení meziplodin do osevního postupu a změnu systému hospodaření, s čímž začal již v roce 2018 v rámci týmu profesorky Marie Bonity Villamil.
Podle Kima jsou na americkém středozápadě půdy zatím zdravé a odolné, ale přesto považuje za nutné nepodcenit zodpovědný přístup k jejich využívání. Půda, na níž neprobíhá hospodaření pod udržitelnými podmínkami, a ještě k tomu po příliš dlouhou dobu, dříve či později dosáhne hranice, odkud není návratu.
Ve své první studii, kterou publikoval v časopise Agronomy, Kim charakterizoval změny v mikrobiálních komunitách na úrovni rodu, tedy pro vyšší taxonomické rozlišení, než jak tomu bylo u předchozí studie. Tento detailnější pohled na mikrobiální společenstvo použil rody jako indikátory představující kritické aspekty půdního zdraví a její funkce.
Většina předchozích studií se dívala na mikroby velmi obecně, na úrovni kmene. Ale v rámci jednoho kmene může jít o neuvěřitelně rozsáhlou mikrobiální diverzitu. Bylo tedy zřejmé, že analýzy na takové úrovni nemohly poskytnout pohled do tohoto systému, jenž by byl dostatečně podrobný, takže se Kim rozhodl vést svůj průzkum do podstatně větší hloubky. Podle něj mohou reakce na úrovni rodu poukázat mnohem lépe na to, jak půda a její mikrobiální osazenstvo reaguje na zavedenou agrotechnickou praxi.
Během své práce například zjistil, že jak při dlouhodobém hnojení, tak při využití meziplodin prospívají lépe mikroby, které by mohly zvyšovat riziko uvolňování oxidu dusného. Avšak zařazení meziplodin do osevního postupu vedlo k podpoře půdní biodiverzity, protože s touto praxí jsou spojeny mikroorganismy s rozmanitějšími nikami a funkcemi. Takové podrobnosti – zejména poukazující na to, že meziplodiny by mohly mít nejenom pozitivní, ale i negativní účinky na půdní mikroorganismy – mohly být v širších analýzách mikrobiálních společenstev prováděných v minulosti snadno přehlédnuty.
