science >> Wetenschap >  >> Biologie

Ondergewaardeerde microben krijgen nu de eer voor het behouden van twee banen in de bodem

In combinatie met de transformatie en kringloop van koolstofverbindingen geproduceerd door fotosynthese van planten, de bodem "microbiële koolstofpomp" verplaatst koolstof afkomstig van microbiële synthese naar de bodem, waar het kan worden gestabiliseerd door het 'begrafeniseffect'. Het yin-yang-symbool geeft aan hoe de microbiële koolstofpomp wordt aangedreven door de tegengebalanceerde activiteiten van verschillende microbiële functionele groepen die samen de beweging van koolstof van vegetatie naar bodem aansturen. Krediet:US Department of Energy

in de bodem, bacteriën en andere microben staan ​​bekend om hun vermogen om organische materialen af ​​te breken, koolstof afgeven aan de atmosfeer. Minder begrepen is hoe microben persistente koolstofverbindingen aan de bodem toevoegen. Wetenschappers hebben beide rollen beoordeeld via het concept van een 'microbiële koolstofpomp'. De pomp wordt voorgesteld als een mechanisme om te integreren hoe de contrasterende afbraak- en syntheseactiviteiten van microben - in combinatie met de "begraving" van microbiële residuen - het koolstofgehalte in de bodem beïnvloeden.

De review biedt een nieuwe kijk op de dubbele rol die microben spelen bij het creëren en onderhouden van gezonde bodems. Details over microbiële functies in de bodem zijn essentieel om rekenmodellen te verbeteren. Ze zijn ook essentieel voor het informeren van nationale en mondiale discussies over bodemduurzaamheid en kwetsbaarheid. Bodemgezondheid heeft invloed op de groei van gewassen, ecosysteemdiensten, en klimaat.

De dynamische balans tussen inputs versus afbraak van organische materialen regelt de koolstofcyclus in de bodem. Microben worden op grote schaal onderzocht als belangrijke mediatoren van ontbinding, vooral door de effecten van hun extracellulaire enzymen. Minder bestudeerd is de impact van microbiële groei en sterfte op de vorming van koolstofverbindingen in de bodem. Omdat de levende biomassa van microben in de bodem klein is, microbiële bijdragen aan de vorming van koolstofverbindingen in de bodem zijn ondergewaardeerd. Maar de snelle levenscyclus van microben kan in de loop van de tijd grote hoeveelheden organische resten produceren. Hoewel microbiële residuen intrinsiek gemakkelijk kunnen worden afgebroken, recente studies suggereren dat een aanzienlijk deel in de bodem kan worden gestabiliseerd door intieme fysische en chemische associaties met bodemmineralen.

Onderzoekers beoordeelden de contrasterende metabolische rollen die microben spelen in de kringloop van koolstofverbindingen in de bodem (dat wil zeggen, katabole afbraak en anabole vorming). Het concept van een "microbiële koolstofpomp" in de bodem is ontleend aan mariene literatuur en gekoppeld aan het "begraafeffect" (stabilisatie van microbiële residuen via interacties met bodemmineralen) om een ​​kader te creëren voor het stimuleren en begeleiden van nieuwe onderzoeksinspanningen gericht op de rol van microbiële synthese en omzet in de vorming van persistente koolstofverbindingen in de bodem.