Samo mikrobi stvaraju humus

Doprinos bakterijskih ostataka u plodnosti tla do sada je podcijenjen

Izbliza bakterija iz tla (elektronski mikroskop) © Burkhard Schmidt-Bridges, Institut za znanosti o materijalima / TU Dresden, Christian Schurig / UFZ
čitati naglas

Ostaci mrtvih bakterija važniji su za tlo širom svijeta nego što se prethodno mislilo. Prema tome, većina organske tvari u tlu ne dolazi izravno iz dijelova biljaka, kako se prethodno mislilo, već je pretvorena u 40 posto mikroba. To pokazuje studija međunarodnog istraživačkog tima, koja je 5. prosinca objavljena u stručnom časopisu "Biogeochemistry", da se podudara sa Svjetskim danom tla.

Organski sastojci tla predstavljaju najveći udio zemaljskog ugljika u biosferi, pa oni nisu samo od velike važnosti za plodnost tla i poljoprivredne prinose. Oni su također jedan od ključnih čimbenika koji kontroliraju koncentraciju ugljičnog dioksida u atmosferi. Ovisno o načinu na koji se tim resursom upravlja, klimatske promjene se mogu usporiti ili ubrzati. Do sada se smatralo da organski sastojci tla uglavnom potječu od raspadajućeg biljnog materijala koji se pretvara u humusnu tvar. Znanstvenici iz Helmholtz centra za istraživanje okoliša (UFZ), zajedno s kolegama iz Tübingena, Hanovera i Stockholma, sada su mogli opovrgnuti ovu tezu u laboratorijskom pokusu i terenskom ispitivanju.

Otporan film organskih molekula

Za svoju studiju, znanstvenici su prvo u modelu inkubacijskog eksperimenta bakterije sa stabilnim izotopom 13C označili i uveli u tlo. Nakon 224 dana inkubacije, oni su odredili sudbinu ugljika bakterija. "Kao rezultat toga, pronašli smo ostatke bakterijskih staničnih zidova u svim našim uzorcima tla. Takvi su ulomci primijećeni i u drugim studijama, ali nikada dalje nisu razmatrani i kvantificirani “, objašnjava Matthias Kästner iz UFZ-a. Očigledno, peptidi i proteini iz mikrobne stanice osiguravaju nastanak filma organskih molekula na mineralnim sastojcima tla. Pri tome se skladišti ugljik mrtvih bakterija.

Kad se fragmenti mrtvih staničnih zidova bakterija osuše, gube svoja gumena svojstva i mogu postati tvrdi poput stakla, izvijestili su istraživači. Ako tlo kasnije ponovo postane vlažno, ti organski ostaci više ne mogu apsorbirati vlagu - kao rezultat, ostale bakterije ih ne mogu lako razgraditi. Znanstvenici kažu da bi ovo moglo objasniti zašto normalno lako razgradljivi ugljikovi spojevi ostaju u tlu tako dugo. "Ovaj novi pristup objašnjava mnoga svojstva organskih sastojaka tla koja su se nekada činila kontradiktornima", kaže Kästner.

Formiranje tla na Dammaglacieru kao testni slučaj

Stanične ljuske ostaju. Fragmenti ovih školjaka u manjem obimu (crveni) tada predstavljaju matricu mikročestica u tlima i sedimentima. Burkhard Schmidt-Br cken, Institut za znanosti o materijalima / TU Dresden, Christian Schurig / UFZ

Nakon laboratorijskog eksperimenta, uslijedio je pregled teza na terenu. U ljeto 2009. godine, istraživači su uzeli uzorke tla uoči Dammagletschera u švicarskom kantonu Uri. U proteklih 150 godina, ovaj ledenjak se smanjio u dužinu od oko kilometra. Leđa je ostao granit, koji je polako koloniziran živim bićima i prekriven zemljom. Grmlje i kasnije stabla slijedili su i na pionirskim biljkama poput mahovine i trave. Ne samo za klimatologe, već i za ekologe, ledenjak Damma postao je važan laboratorij na otvorenom u kojem se provode razne studije. prikaz

Istraživači su ispitali uzorke s područja tla u dobi od 0 do 120 godina. Istraživanja skenirajućom elektronskom mikroskopijom pokazala su da su mineralne čestice u tlu sa starijom dobi prekrivale sve gušći film od ostataka bakterijskih staničnih zidova. Teza i laboratorijski rezultati mogu se potvrditi na terenu. Najveći dio ulaska biljnih ostataka u plodna tla na taj način brzo obrađuju mikroorganizmi poput bakterija. To zauzvrat dovodi do više organskih tvari u tlu. "To podvlači važnost bakterija koje se u organizmu igraju u svakom tlu", sažima K stner. Iako se najveći dio organskog ugljika proizvodi u ekosustavima biljaka, u početku se kreće putem bakterija i gljivica. Njihovi ostaci konačno čine većinu organskih sastojaka tla. (doi: 10.1007 / s10533-012-9791-3).

(Biogeokemija, 05.12.2012. - NPO)