میکروارگانیسم‌ها عامل تثبیت کربن خاک

بزرگ‌ترین مخزن تثبیت کربن بر روی کره زمین، خاک است. یکی از نگرانی‌ها آن است که یک سیاره گرم مقدار بیشتری گاز co2 را آزاد کرده و موجب گرم‌تر شدن آن می‌گردد؛ اما یکی از بازیگران کلیدی در جلوگیری از وقوع چنین اتفاقی میکروارگانیسم‌های نادیدنی خاک هستند که در تمام دوره‌های وجود کره زمین در آن وجود داشته ‌اند. میکروارگانیسم‌ها یا میکروب‌ها در همه جا و در همه چیز وجود دارند و میلیاردها از آن‌ها در یک قاشق چایخوری وجود دارد، یعنی بسیار بیشتر از ستارگان عالم، اما هنوز ما چیزهای زیادی در مورد آنها نمی‌دانیم.

به نظر می‌رسد که فعالیت میکروبی تاثیر بسیاری بر اتمسفر زمین دارند، به ویژه آن که به تولید کربن ارگانیک از طریق پوسیدن برگ‌های ریخته شده، شاخ و برگ‌های هرس شده و سایر گیاهان و موادی که به هر دلیل بر روی خاک ریخته می‌شوند، هستند و این همان موضوع ارگانیک بودن خاک است که نه فقط به عنوان یک مخزن کربن عمل می‌کند؛ بلکه به خاک کمک می‌کند تا از طریق جذب آب مانع از ایجاد سیل شده و یک منبع غذایی و انرژی برای رشد گیاهان و ادامه زندگی آنها نیز هستند.

هنوز برای ما مشخص نشده که میکروارگانیسم‌های خاک چگونه ماده آلی یا (som) را می‌سازند. بررسی‌های محققان توانسته نوری بر تاریکی رابطه جامعه میکربی خاک و فعالیت‌های منجر به شکل‌گیری ماده ارگانیک و آلی در آن بیندازد. قبل از این مطالعات هیچ کس نمی‌دانست که ترکیب خاص جوامع میکروبی خاک در شکل‌گیری ماده آلی (som) از اهمیت بالایی برخوردار است.

در یک آزمایش بر روی دو واحد جداگانه از خاک و ماسه کاملاً استریل شده که به طور مصنوعی میکروارگانیسم‌ها به آن‌ها اضافه شده نشان داد که پس از 4 ماه و خوراندن مواد قندی و ویتامین به آن‌ها شروع به ساخت ماده آلی (som) کردند.

برای این کار نمونه‌های آزمایشگاهی را تا 65 درجه حرارت دادند و خروج کربن از خاک را در درجات مختلف اندازه‌گیری کردند؛ آنچه در این تحقیقات به دست آمد نشان داد که نه تنها رابطه زیادی بین میکروب‌ها و ساخت ماده آلی خاک وجود دارد، بلکه جوامعی از میکروب‌ها موجب ساخت این ماده به روش‌های گوناگون می‌شوند و همچنین توانایی ایستادگی در مقابل تبدیل شدن به co2 را دارند؛ در حالی که به نظر می‌آمد که باکتری‌ها عامل تولدی ماده الی خاک هستند، روشن گردید که قارچ‌ها نیز قادر به کنترل و تثبیت حرارت خاک هستند. معلوم شد که این دنیای نادیدینی مملو از باکتری و قارچ‌ها که در همه جا وجود دارد تا چه اندازه به ما کمک و موجب تامین امنیت و سلامتی ما بر روی کره زمین می‌گردند.

آب و هوا و حرارت همان گونه که انسان‌ها را تحت تاثیر قرار می‌دهد، میکروارگانیسم‌های خاک را نیز دچار بی‌ثباتی می‌نماید. نوسانات حرارتی فصلی، رطوبت خاک و در نتیجه دامنه فعالیت میکروارگانیسم‌ها را که بر روی کربن خاک و گردش عناصر غذایی تاثیرگذارند دچار بی‌ثباتی می‌کند.

میکروارگانیسم‌ها از کربن به عنوان یک منبع انرژی استفاده می‌کنند که موجب تکثیر جمعیت آنها و مصرف هر چه بیشتر کربن می‌شود.

در یک نمونه مطالعاتی که 10 ماه می 2021 در نشریه «Global Change Biology» به چاپ رسید، معلوم شد که این تغییرات فصلی بر میکروب‌های خاک تاثیر زیادی بر آلاینده کربن موجود در آن دارد و به صورت یک مکانیزیم اساسی موجب تنظیم واکنش‌های آب و هوایی و فعالیت‌های بیوشیمیای در زیر خاک می‌گردد. هنگامی که اجتماعات میکروبی خاک در مرحله تکثیر قرار می‌گیرند، به دلیل افزایش جمعیت نیاز بیشتری به کربن به عناون منبع سوخت تولیدی انرژی دارند. معلوم شد در هنگامی که تغییرات فصلی برطرف شده و کاهش می‌یابد نرخ تنفس و سوخت و ساز میکروب‌ها نیز پایین می‌آید.