I områden som översvämmar ofta, mikrobiella samhällen måste anpassa sig till upprepade våt-torra cykler. Metabola strategier hjälper dem att överleva, men dessa strategier kan också påverka näringscykel och atmosfäriska utsläpp från jord och sediment. Ett internationellt team av forskare undersökte jordar från risfält för att förstå hur mikrobiella samhällen fungerar under översvämningar. Deras arbete föreslår att man analyserar kol som mikrober som utvinns ur vatten kan visa sig vara avgörande för att förstå och modellera dessa viktiga samhällen.

Hur mikrober fungerar i ofta översvämmade jordar har stor inverkan på växtodlingen, delvis för att de kan leverera näringsämnen till växter och stabilisera eller släppa ut atmosfäriska utsläpp från jord. Förstå hur mikrobiella samhällen fungerar i jordar - innan, under, och efter översvämningar - kan hjälpa forskare att bättre modellera och främja fördelaktiga förändringar i dessa samhällen.

För att förstå hur mikrobiell aktivitet varierade som svar på översvämningar, forskare studerade tre typer av organiskt material som vanligtvis finns i tre typer av risrisjord:torkat rishalm, förkolnat rishalm, och nötkreaturgödsel. Teammedlemmar kom från SLAC National Accelerator Laboratory; Stanford University; Sveriges lantbruksuniversitet; University of California, Riverside; och EMSL, Environmental Molecular Sciences Laboratory, en amerikansk Department of Energy Office of Science användaranläggning. Medan andra studier använde ett liknande tillvägagångssätt för att titta på välluftade, bergsmark och enkla kolföreningar, eller enstaka mikroorganismer, ingen undersökte hela komplexiteten hos naturliga jord- och kolsubstrat under övergången från torra till översvämmade förhållanden. Teamet använde EMSL:s Fourier-transform-joncyklotronresonansmasspektrometer för att analysera upplöst kol och observerade sedan hur mikrobiell funktion förändrades. Dessa banbrytande experiment gav överraskande resultat.

Inte bara kunde forskare bättre förstå hur mikrober andades och fick energi under översvämmade förhållanden, men de upptäckte att fokus på vattenutvinnbart kol var tillräckligt för att förutsäga mikrobiell andningshastighet från olika metaboliska strategier. Även om mer fördjupade studier kommer att vara viktiga för att avslöja underliggande funktioner, insikterna från denna studie ger forskare en proxy att börja modellera dessa komplexa interaktioner.