Гриби та бактерії можуть допомогти збереженню вуглецю в ґрунті у міру потепління на Землі

Вчені починають розгадувати взаємини між ґрунтовними мікроорганізмами, які дозволяють одним грунтам утримувати вуглець, в той час як інші відносно швидко викидають його в атмосферу.

Ґрунт - це величезний резервуар вуглецю, в ньому його міститься приблизно в три рази більше, ніж в атмосфері Землі. Він так добре зберігається в ґрунті завдяки мікроорганізмам, таким як бактерії і деякі гриби, які перетворюють мертвий і розкладається органіку в багатий вуглецем грунт.

Деякі з створених ґрунтовними мікробами вуглецевих сполук можуть зберігатися в ґрунті десятиліттями або навіть століттями, в той час як інші швидко споживаються іншими мікроорганізмами і перетворюються на вуглекислий газ, який йде в атмосферу. Те, що супроводжує глобальне потепління зростання температури ґрунтів, може призвести і до зростання ґрунтових мікробних спільнот, які, виснаживши запаси легкоусвояемых речовин, звернуться до вуглецевих сполук «тривалого зберігання» і, переробивши їх у вуглекислий газ, відправлять в атмосферу. Однак не всі мікробні спільноти однакові - нове дослідження показує, що вирощені в лабораторних умовах ґрунту, багаті грибами, при нагріванні виділяють менше вуглекислого газу, ніж інші.

Деякі комп'ютерні моделі, що враховують сукупну загрозу підвищення температури і пошкодження спільнот ґрунтових мікробів в результаті інтенсивного землеробства і зникнення лісів, прогнозують, що до 2100 року в ґрунті залишиться майже вдвічі менше вуглецю, ніж передбачали більш ранні прогнози, складені за допомогою широко використовуваної т. зв. системної моделі Землі (Earth System Model, ESM). Це змушує вчених турбуватися і шукати можливі способи вирішення даної проблеми.

Дослідницька група Цюріхського університету (Universität Zürich) виростила в лабораторії власний ґрунт. Вчені відібрали гриби і бактерії з лісового ґрунту і виростили в чашках Петрі кілька комбінацій цих спільнот, включаючи такі, в яких жили переважно бактерії або переважно гриби. Дослідники підсадили ці мікробні спільноти в безліч зразків однакового модельного протопочвеного субстрату з добавкою простого вуглеводу (целобіози) і залишили їх так на чотири місяці, дозволивши створювати ґрунт в умовах різної вологості і різних температур. Потім природознавці поступово нагрівали змінені різними спільнотами мікробів ґрунту, і фіксували, скільки і яких вуглецевих сполук виділяється при тій чи іншій температурі з кожного зразка.

Цікаво, що в той час як гриби, схоже, були основною рушійною силою в розкладанні субстрату, на конкретний склад органічної речовини отриманого ґрунту більш значний вплив мала бактеріальна спільнота. При цьому ґрунти, багаті на гриби, були більш термостабільні, виділяючи при нагріванні менше вуглекислого газу, ніж ґрунти, що змінюються переважно бактеріями. Ґрунти, створені спільнотами, які більш активно росли на етапі інкубації в чашках Петрі, також виявилися більш термостабільними, ніж ґрунти створені спільнотами з менш активним зростанням. Це узгоджується з теорією, згідно з якою висока ефективність зростання ґрунтових мікроорганізмів пов'язана з кращим утриманням вуглецю. Також ймовірно, що в грунтах, багатих грибами, побічні продукти зростання і метаболізму останніх використовувалися бактеріями, що і призводило до підвищення термостабільності і зменшення віддачі вуглецю в атмосферу.

Те, що відбувається в ґрунті, вирощеному в лабораторії, далеко від того, що відбувається в реальному світі. Однак вивчення модельних ґрунтів поглиблює наше розуміння мікробної екології і поступово може призвести до вміння формувати такі мікробні спільноти, присадка яких у природні та сільськогосподарські ґрунти впливатиме на них максимально плідно, в т.ч. сприяючи кращому збереженню вуглецю.