Nelle zone soggette a frequenti allagamenti, le comunità microbiche devono adattarsi a ripetuti cicli umido-secco. Le strategie metaboliche li aiutano a sopravvivere, ma queste strategie possono anche influenzare il ciclo dei nutrienti e le emissioni atmosferiche da suoli e sedimenti. Un team internazionale di scienziati ha esaminato i terreni delle risaie per capire come funzionano le comunità microbiche durante le inondazioni. Il loro lavoro suggerisce di analizzare il carbonio che i microbi estratti dall'acqua possono rivelarsi fondamentali per comprendere e modellare queste importanti comunità.

Il funzionamento dei microbi nei terreni spesso allagati ha un profondo impatto sulla produzione agricola, in parte perché possono fornire nutrienti alle piante e stabilizzare o rilasciare le emissioni atmosferiche dai suoli. Capire come funzionano le comunità microbiche nei suoli, prima, durante, e dopo le inondazioni, può aiutare gli scienziati a modellare meglio e promuovere cambiamenti benefici in quelle comunità.

Per capire come l'attività microbica varia in risposta alle inondazioni, gli scienziati hanno studiato tre tipi di materia organica che si trovano comunemente in tre tipi di suoli di risaia:paglia di riso essiccata, paglia di riso carbonizzata, e letame bovino. I membri del team provenivano dallo SLAC National Accelerator Laboratory; Università di Stanford; Università svedese di scienze agrarie; Università della California, riva del fiume; e EMSL, il Laboratorio di Scienze Molecolari Ambientali, una struttura per gli utenti dell'Ufficio della scienza del Dipartimento dell'energia degli Stati Uniti. Mentre altri studi hanno utilizzato un approccio simile per guardare a ben aerato, terreno montano e composti di carbonio semplici, o singoli microrganismi, nessuno ha esaminato l'intera complessità del suolo naturale e dei substrati di carbonio durante la transizione da condizioni secche a condizioni allagate. Il team ha utilizzato lo spettrometro di massa a risonanza ciclotronica ionica a trasformata di Fourier di EMSL per analizzare il carbonio disciolto e quindi ha osservato come è cambiato il funzionamento microbico. Questi esperimenti pionieristici hanno prodotto risultati sorprendenti.

Non solo i ricercatori sono stati in grado di capire meglio come i microbi respiravano e ottenevano energia durante le condizioni di allagamento, ma hanno scoperto che concentrarsi sul carbonio estraibile dall'acqua era sufficiente per prevedere i tassi di respirazione microbica da diverse strategie metaboliche. Sebbene studi più approfonditi saranno importanti per rivelare le funzioni sottostanti, le intuizioni ottenute da questo studio forniscono agli scienziati un proxy per iniziare a modellare queste complesse interazioni.