Tillsammans med omvandlingen och kretsloppet av kolföreningar som produceras genom växtfotosyntes, jorden "mikrobiell kolpump" flyttar kol som härrör från mikrobiell syntes till jord, där den kan stabiliseras av "entombing-effekten". Yin-yang symbolen representerar hur den mikrobiella kolpumpen drivs av motbalanserade aktiviteter av olika mikrobiella funktionella grupper som tillsammans driver förflyttningen av kol från vegetation till jord. Kredit:US Department of Energy
I jord, bakterier och andra mikrober är välkända för sin förmåga att bryta ner organiska material, släpper ut kol till atmosfären. Mindre förstådd är hur mikrober tillför beständiga kolföreningar till jorden. Forskare granskade båda rollerna via konceptet med en "mikrobiell kolpump." Pumpen föreslås som en mekanism för att integrera hur de kontrasterande nedbrytnings- och syntesaktiviteterna hos mikrober - i kombination med "begravningen" av mikrobiella rester - påverkar kolnivåerna i jorden.
Granskningen ger en ny syn på de dubbla rollerna mikrober spelar för att skapa och bibehålla friska jordar. Detaljer om mikrobiella funktioner i jord är viktiga för att förbättra beräkningsmodeller. De är också viktiga för att informera nationella och globala diskussioner om markhållbarhet och sårbarhet. Markhälsa påverkar grödans tillväxt, ekosystemtjänster, och klimat.
Den dynamiska balansen mellan tillförsel kontra nedbrytning av organiskt material reglerar kolets kretslopp i marken. Mikrober undersöks allmänt som viktiga förmedlare av nedbrytning, särskilt genom effekterna av deras extracellulära enzymer. Mindre studerat är effekten av mikrobiell tillväxt och död på skapandet av markens kolföreningar. Eftersom den levande biomassan av mikrober i marken är liten, mikrobiella bidrag till bildandet av markens kolföreningar har underskattats. Men mikrobernas snabba livscykel kan producera stora mängder organiska rester över tid. Även om mikrobiella rester i sig kan vara lätta att bryta ner, färska studier tyder på att en betydande del kan stabiliseras i jord genom intima fysiska och kemiska föreningar med markmineraler.
Forskare granskade de kontrasterande metaboliska rollerna som mikrober spelar i kretsloppet av markens kolföreningar (det vill säga, katabolisk nedbrytning och anabol bildning). Konceptet med en jord "mikrobiell kolpump" är lånat från marin litteratur och kopplat till "entombing effect" (stabilisering av mikrobiella rester via interaktioner med jordmineraler) för att skapa ett ramverk för att stimulera och vägleda nya forskningsinsatser riktade mot rollen som mikrobiell syntes och omsättning vid bildning av persistenta kolföreningar i jordar.
