Недооценённые микробы: двойная роль в формировании почвенного углерода

Микробы в почве, такие как бактерии, хорошо известны своей способностью разлагать органику, выделяя углерод в атмосферу. Менее изучена их роль в создании устойчивых углеродных соединений в почве. Учёные объединили оба процесса в концепции «микробной углеродной помпы». Эта концепция предлагает механизм для интеграции противоположных активностей микробов — разложения и синтеза — в сочетании с «погребением» (entombment) микробных остатков, что в итоге влияет на уровень углерода в почве.

Обзор даёт новое представление о двойной роли микробов в создании и поддержании здоровых почв. Детали их функций важны для улучшения компьютерных моделей, а также для обсуждения на национальном и глобальном уровнях вопросов устойчивости и уязвимости почв. Здоровье почвы влияет на рост сельскохозяйственных культур, экосистемные услуги и климат.

Динамический баланс между поступлением и разложением органики регулирует углеродный цикл в почве. Микробы широко исследуются как основные посредники разложения, особенно через действие их внеклеточных ферментов. Менее изучено влияние роста и гибели микробов на создание почвенных углеродных соединений. Поскольку живая биомасса микробов в почве мала, их вклад в формирование этих соединений был недооценён. Однако быстрый жизненный цикл микробов может производить со временем большое количество органических остатков. Хотя эти остатки могут быть по своей природе легко разлагаемыми, недавние исследования показывают, что значительная их часть может стабилизироваться в почвах за счёт тесных физических и химических связей с минералами почвы.

Исследователи рассмотрели противоположные метаболические роли микробов в круговороте почвенного углерода (катаболическое разложение и анаболическое образование). Концепция почвенной «микробной углеродной помпы» заимствована из морских исследований и объединена с «эффектом погребения» (стабилизация микробных остатков через взаимодействие с минералами почвы). Это создаёт основу для стимулирования и направления новых исследований, нацеленных на роль микробного синтеза и оборота в формировании устойчивых углеродных соединений в почвах.