I microbi sono di gran lunga il fattore più importante nel determinare la quantità di carbonio immagazzinata nel suolo, secondo un nuovo studio con implicazioni per mitigare i cambiamenti climatici e migliorare la salute del suolo per l’agricoltura e la produzione alimentare.
La ricerca è la prima a misurare l’importanza relativa dei processi microbici nel ciclo del carbonio nel suolo. Gli autori dello studio hanno scoperto che il ruolo svolto dai microbi nell’immagazzinare il carbonio nel suolo è almeno quattro volte più importante di qualsiasi altro processo, inclusa la decomposizione della biomateria.
Questa è un’informazione importante: i suoli della Terra contengono tre volte più carbonio dell’atmosfera, creando un serbatoio di carbonio vitale nella lotta contro il cambiamento climatico.
Lo studio, “Microbial Carbon Use Efficiency Promotes Global Soil Carbon Storage”, pubblicato il 24 maggio in Naturadescrive un nuovo approccio per comprendere meglio la dinamica del carbonio nel suolo combinando un modello computerizzato microbico con l’assimilazione dei dati e l’apprendimento automatico, per analizzare i big data relativi al ciclo del carbonio.
Il metodo ha misurato l’efficienza dell’uso del carbonio microbico, che indica quanto carbonio è stato utilizzato dai microbi per la crescita rispetto a quanto è stato utilizzato per il metabolismo. Quando viene utilizzato per la crescita, il carbonio viene sequestrato dai microbi nelle cellule e infine nel suolo, e quando viene utilizzato per il metabolismo, il carbonio viene rilasciato come prodotto secondario nell’aria come anidride carbonica, dove agisce come un gas serra. In definitiva, la crescita dei microbi è più importante del metabolismo nel determinare la quantità di carbonio immagazzinata nel suolo.
“Questo lavoro rivela che l’efficienza nell’uso del carbonio microbico è più importante di qualsiasi altro fattore nel determinare lo stoccaggio del carbonio nel suolo”, ha affermato Yiqi Luo, professore di Liberty Hyde Bailey presso la School of Integrative Plant Science presso il College of Agriculture and Life Sciences, e il autore senior del giornale.
Le nuove intuizioni indirizzano i ricercatori agricoli verso lo studio delle pratiche di gestione agricola che possono influenzare l’efficienza dell’uso del carbonio microbico per migliorare la salute del suolo, che aiuta anche a garantire una maggiore sicurezza alimentare. Studi futuri potrebbero esaminare i passaggi per aumentare il sequestro complessivo del carbonio nel suolo da parte dei microbi. I ricercatori possono anche studiare come diversi tipi di microbi e substrati (come quelli ad alto contenuto di zuccheri) possono influenzare lo stoccaggio del carbonio nel suolo.
La dinamica del carbonio nel suolo è stata studiata negli ultimi due secoli, ma questi studi riguardavano principalmente la quantità di carbonio che entra nel suolo dalla lettiera e dalle radici e quanto viene disperso nell’aria sotto forma di CO2 quando la materia organica si decompone.
“Ma siamo il primo gruppo in grado di valutare l’importanza relativa dei processi microbici rispetto ad altri processi”, ha affermato Luo.
In un esempio di agricoltura digitale all’avanguardia, Luo e colleghi hanno fatto un passo avanti e sviluppato un metodo per integrare i big data in un modello informatico del sistema terrestre utilizzando l’assimilazione dei dati e l’apprendimento automatico.
Il modello ha rivelato che l’efficienza complessiva dell’uso del carbonio delle colonie di microbi era almeno quattro volte più importante di qualsiasi altro componente valutato, tra cui la decomposizione e gli apporti di carbonio.
Il nuovo modello basato sui processi, approccio di machine learning, che ha reso possibile questo risultato per la prima volta, apre la possibilità di applicare il metodo per analizzare altri tipi di set di big data.
Feng Tao, ricercatore presso la Tsinghua University di Pechino, è il primo autore dell’articolo. Xiaomeng Huang, professore alla Tsinghua University, è un autore corrispondente, insieme a Luo. Benjamin Houlton, Ronald P. Lynch Dean del CALS e professore nei dipartimenti di Ecologia e Biologia Evoluzionistica e di Sviluppo Globale; e Johannes Lehmann, professore di Liberty Hyde Bailey nella sezione di scienze del suolo e delle colture della School of Integrative Plant Science in CALS, sono entrambi coautori.
Lo studio è stato finanziato, tra gli altri, dalla National Science Foundation, dal National Key Research and Development Program of China e dalla National Natural Science Foundation of China.
Da un’altra testata giornalistica. news de www.sciencedaily.com