Insieme alla trasformazione e al ciclo dei composti del carbonio prodotti dalla fotosintesi delle piante, la "pompa di carbonio microbica" del suolo sposta il carbonio derivato dalla sintesi microbica nel suolo, dove può stabilizzarsi per "effetto sepoltura". Il simbolo yin-yang rappresenta il modo in cui la pompa del carbonio microbico è guidata dalle attività controbilanciate di diversi gruppi funzionali microbici che insieme guidano il movimento del carbonio dalla vegetazione al suolo. Credito:Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti
Nel suolo, i batteri e altri microbi sono ben noti per la loro capacità di decomporre i materiali organici, rilasciando carbonio nell'atmosfera. Meno compreso è il modo in cui i microbi aggiungono composti di carbonio persistenti al suolo. Gli scienziati hanno esaminato entrambi i ruoli attraverso il concetto di "pompa di carbonio microbica". La pompa viene proposta come un meccanismo per integrare il modo in cui le attività contrastanti di degradazione e sintesi dei microbi, insieme alla "sepoltura" dei residui microbici, influenzano i livelli di carbonio nel suolo.
La revisione offre una nuova visione del doppio ruolo svolto dai microbi nella creazione e nel mantenimento di suoli sani. I dettagli sulle funzioni microbiche nel suolo sono essenziali per migliorare i modelli computazionali. Sono inoltre vitali per informare le discussioni nazionali e globali sulla sostenibilità e la vulnerabilità del suolo. La salute del suolo influisce sulla crescita delle colture, servizi ecosistemici, e clima.
L'equilibrio dinamico tra input e decomposizione dei materiali organici regola il ciclo del carbonio nel suolo. I microbi sono ampiamente studiati come principali mediatori della decomposizione, in particolare attraverso gli effetti dei loro enzimi extracellulari. Meno studiato è l'impatto della crescita e della morte microbica sulla creazione di composti di carbonio nel suolo. Poiché la biomassa vivente dei microbi nel suolo è piccola, i contributi microbici alla formazione dei composti di carbonio del suolo sono stati sottovalutati. Ma il rapido ciclo di vita dei microbi può produrre grandi quantità di residui organici nel tempo. Anche se i residui microbici possono essere intrinsecamente facili da decomporre, studi recenti suggeriscono che una parte significativa può essere stabilizzata nei suoli da intime associazioni fisiche e chimiche con i minerali del suolo.
I ricercatori hanno esaminato i ruoli metabolici contrastanti che i microbi svolgono nel ciclo dei composti del carbonio del suolo (cioè, catabolismo e formazione anabolica). Il concetto di "pompa di carbonio microbica" del suolo è preso in prestito dalla letteratura marina e accoppiato con l'"effetto di sepoltura" (stabilizzazione dei residui microbici tramite interazioni con i minerali del suolo) per creare un quadro per stimolare e guidare nuovi sforzi di ricerca mirati al ruolo di sintesi microbica e turnover nella formazione di composti carboniosi persistenti nei suoli.
