การศึกษาทางวิทยาศาสตร์นำเสนอแสงใหม่เกี่ยวกับจุลินทรีย์ในดินที่มีบทบาทซับซ้อนซึ่งส่งผลต่อระบบนิเวศน์ระดับคาร์บอนในชั้นบรรยากาศและภูมิอากาศ
ลอนดอน 28 มีนาคม 2017 - นักวิทยาศาสตร์ภูมิอากาศงงงวยกับการจราจรของคาร์บอนระหว่างดินและอากาศอาจต้องคิดอย่างลึกซึ้งยิ่งขึ้นเกี่ยวกับบทบาทของจุลินทรีย์ดินซึ่งเป็นประชากรที่เล็กที่สุดของโลก
ทีมวิจัยเพิ่งค้นพบว่าจุลินทรีย์ดินสามารถทำให้สีของดินที่แห้งแล้งจางลงได้ สะท้อนแสงมากขึ้นและสะท้อนพลังงานรังสีกลับสู่อวกาศมากขึ้น.
อีกอย่างก็มี ระบุแหล่งที่มาที่ไม่คาดคิดของคาร์บอนในบรรยากาศ: 17% ของคาร์บอนในดินที่เข้าสู่ชั้นบรรยากาศจากพื้นที่น้ำท่วมถึงมีต้นกำเนิดในหมู่จุลินทรีย์ที่ระดับความลึกมากกว่าสองเมตร
และกลุ่มที่สามได้ระบุว่า แบคทีเรียในดินที่สามารถช่วยให้พืชรอดชีวิตจากภัยแล้งและเพิ่มผลผลิตพืชในพื้นที่แห้งเช่นแอริโซนาอิสราเอลและลุ่มแม่น้ำไนล์
ชนิดของจุลินทรีย์ดิน
โดยพื้นฐานแล้วการศึกษาทั้งสามนี้เป็นรายงานจากเขตแดนใหม่ เกือบแล้ว ระบบนิเวศที่รู้จักกันน้อยที่สุดในโลกคือสิ่งที่อยู่ใต้เท้าของเรา: หยิกดินเล็ก ๆ แห่งนี้เป็นที่อยู่อาศัยของจุลินทรีย์หลายร้อยชนิดและตัวเลขในแต่ละหยิกสามารถนับเป็นพันล้านได้
สิ่งที่หน่วยงานเหล่านี้ทำและวิธีที่พวกเขามีปฏิสัมพันธ์ซึ่งกันและกันยังคงเป็นปริศนาที่จะรวมเข้าด้วยกัน
ดังนั้นในทุกกรณีการวิจัยจึงไม่สมบูรณ์ แต่การศึกษาแต่ละครั้งแสดงให้เห็นถึงมุมมองใหม่ของความซับซ้อนของการโต้ตอบระหว่างพืชดอกบรรยากาศและข้อเท็จจริงและการโต้ตอบทั้งหมดนี้ถูกสื่อกลางโดยจุลินทรีย์
Drylands ครอบคลุม 40% ของพื้นผิวโลก โซนแห้งแล้งเหล่านี้อาจดูไร้ชีวิต แต่ผิวของทะเลทรายยังมีชีวิตอยู่ด้วยการผสมผสานของมอสไลเคนและ ไซยาโนแบคทีเรีย ที่ก่อตัวเป็นดินชีวภาพหรือเปลือกโลก
นักวิทยาศาสตร์จากการสำรวจทางธรณีวิทยาของสหรัฐฯเขียนในรายงานทางวิทยาศาสตร์ Journal พวกเขาทำการวัดกำลังสองของเชื้อเพลิงชีวภาพเหล่านี้บนที่ราบสูงโคโลราโดและทดสอบพวกมันด้วยระดับความอบอุ่นและปริมาณน้ำฝนที่แตกต่างกัน
พวกเขาตรวจสอบการตอบสนองของ biocrusts และพวกเขายังคำนวณพลังงานแสงอาทิตย์ที่สะท้อนกลับเข้าสู่บรรยากาศ
นักวิทยาศาสตร์ภูมิอากาศเรียกสิ่งนี้ว่า ผลอัลเบโดและมันมีบทบาทสำคัญในแบบจำลองสภาพภูมิอากาศ
การผสมผสานของความอบอุ่นและน้ำที่มากขึ้นทำให้พื้นผิวสีเข้มเปลี่ยนเป็นดินอ่อนในอัตราที่อาจเพียงพอที่จะชะลออัตราภาวะโลกร้อน
“ ข้อมูลนี้เป็นขั้นตอนสำคัญในการทำความเข้าใจสภาพภูมิอากาศและอาจเป็นประโยชน์ในการพัฒนาแบบจำลองสภาพภูมิอากาศในอนาคต”
แต่การเปลี่ยนจากมอสและไลเคนไปเป็นไซยาโนแบคทีเรียที่ทำให้ดินสว่างขึ้นอาจเร่งการพังทลายของดินลดความอุดมสมบูรณ์ของดินและชะลอการกำจัดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จากบรรยากาศ
“ การค้นพบว่าการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศส่งผลกระทบต่อ biocrusts สามารถย้อนกลับไปสู่ภูมิอากาศในอนาคตเป็นปัจจัยสำคัญที่ไม่ได้รับการพิจารณาในอดีต” Austin Rutherford นักชีววิทยาจาก University of Arizonaผู้เป็นผู้นำการศึกษา
“ ข้อมูลนี้เป็นขั้นตอนสำคัญในการทำความเข้าใจสภาพภูมิอากาศและอาจเป็นประโยชน์ในการพัฒนาแบบจำลองสภาพภูมิอากาศในอนาคต”
กลุ่มที่สอง รายงานใน Vadose Zone Journal พวกเขามองลึกลงไปกว่าผิวหน้าของ biocrust เล็กน้อย
นักวิจัยค้นพบเมื่อสามปีที่แล้วซึ่งอยู่เบื้องล่าง Great Plains ของอเมริกา ขุมทรัพย์อันกว้างใหญ่ของดินที่อุดมด้วยคาร์บอนโบราณ. สมมุติว่าในเวลานี้คาร์บอนนี้ถูกฝังอย่างปลอดภัย
แต่เป็นทีมจาก ห้องปฏิบัติการแห่งชาติ Lawrence Berkeley ในแคลิฟอร์เนียวัดการไหลของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จากพื้นที่น้ำท่วมในแม่น้ำโคโลราโดและพบว่าเกือบหนึ่งในห้าของคาร์บอนที่เข้าไปในชั้นบรรยากาศนั้นมาจากจุลินทรีย์ในดินที่มีความหนาแน่นอยู่ระหว่างสองเมตรถึง 3.5 เมตรซึ่งไม่ได้รวมอยู่ใน แบบจำลองของระบบโลก
ซึ่งต่ำกว่าการรูทเครื่องใน โซน vadose อยู่ต่ำกว่าดินชั้นบน แต่อยู่เหนือน้ำ และแม้แต่ในเขตเฉื่อยที่คาดคะเนนี้จุลินทรีย์ดินยังคงมีบทบาทในวงจรชีวิต
ตามทีมจาก มหาวิทยาลัยแอริโซนาเหนือจุลินทรีย์บางตัวสามารถเล่นสิ่งที่มีค่ายิ่งกว่านั้นได้ นักวิทยาศาสตร์ รายงานในวารสารพืชและดิน พวกเขาวิเคราะห์การศึกษา 52 จากทั่วโลกเพื่อระบุเวทมนตร์ของจุลินทรีย์
เครื่องมือปรับระดับด้วยกล้องจุลทรรศน์
เมื่อพืชได้รับ rhizobacteria ที่ส่งเสริมการเจริญเติบโต - จุลินทรีย์ที่ยึดครองราก - ผลผลิตของพืชผักและธัญพืชเพิ่มขึ้น 20% เป็น 45% ในฤดูแล้งเมื่อเปรียบเทียบกับพืชที่ได้รับการรดน้ำอย่างดี ดังนั้นด้วยความช่วยเหลือจากชุดควบคุมไมโครสโคปหนึ่งชุดพืชที่ดิ้นรนเพื่อน้ำก็ยังดีกว่าที่ได้รับการชลประทาน
สิ่งนี้คาดไม่ถึงจริงๆ พืชนั้นขึ้นอยู่กับจุลินทรีย์ดินเพื่อเป็นสารอาหารและป้องกันแมลงศัตรูพืชเป็นที่รู้จักกันดี แต่จากการวิจัยล่าสุดชี้ให้เห็นว่าจุลินทรีย์ในดินบางชนิดให้ผลการป้องกันที่สำคัญและเกิดผลได้ในช่วงเวลาที่เกิดความเครียดจากความแห้งแล้ง
ค่อนข้างไรและทำไม rhizobacteria เหล่านี้มอบความได้เปรียบนี้ให้กับโฮสต์พืชของพวกเขาเป็นปริศนาวิวัฒนาการที่ยังคงต้องได้รับการแก้ไขโดยการทดลอง
แต่ตามการประมาณการของสหประชาชาติโลกสูญเสียพื้นที่เพาะปลูกที่แห้งแล้งและทะเลทรายเป็นจำนวนมากถึง 12 ล้านเฮกตาร์ทุกปีดังนั้นการค้นพบครั้งนี้อาจเป็นประโยชน์ต่อเกษตรกรในพื้นที่ที่มีแนวโน้มแห้งแล้งในเวลาที่สภาพอากาศเริ่มเปลี่ยนแปลง เติบโตต่อไป
และการฟื้นฟูพื้นที่แห้งแล้งให้เป็นสีเขียวทำให้พื้นผิวที่สังเคราะห์ด้วยแสงซึ่งใช้คาร์บอนในบรรยากาศเปลี่ยนไปเป็นอาหารของระบบภูมิอากาศของดาวเคราะห์
นั่นเป็นเพียงความหวังและยังต้องมีการวิจัยอีกมาก แต่อีกครั้งมันเป็นเครื่องเตือนใจว่าสิ่งมีชีวิตที่สำคัญที่สุดในโลกอาจเป็นสัตว์ที่ถูกทำลายมากที่สุด: พลเมืองที่มองไม่เห็นของพื้นดินใต้เท้าของเรา - เครือข่ายข่าวสภาพภูมิอากาศ
