Ağaçların ve bitkilerin yaprakları, karbondioksit alıp oksijen verdikleri için dünyanın akciğerleri olarak adlandırılmıştır. Ancak toprağın yüzeyinin altında, bu bitkilerin kökleri iklimi düzenlemek için üzerlerine düşeni yapıyor, karbonun toprakta depolanmasını kolaylaştırıyor. Ancak Organismic and Evolutionary Biology Bölümü’ndeki araştırmacıların Nature Geoscience’ta yaptıkları bir çalışmada ortaya koydukları gibi, bu süreçlerdeki küçük değişikliklerin önemli etkileri olabilir.
Kökler, besin maddelerinin bitki için daha erişilebilir olmasını sağlamak için bakteri, mantar ve diğer toprak elementleriyle etkileşime giren organik karbon bileşikleri olan eksüdaları serbest bırakır. Yardımcı doçent Benton Taylor, “En temel anlamıyla, kök salgıları, mikrobiyal topluluğun toprakta zaten bulunan materyali kökün alıp kullanabileceği biçimlere dönüştürmesine yardımcı olmak için toprağa verilen malzemelerdir” dedi. OEB ve çalışmanın kıdemli yazarı. “Örneğin, kök salgıları, toprak mikrobiyal topluluğunu nitrojeni bitki için kullanılabilecek bir form olan mineralize nitrojene dönüştürmeye hazırlayabilir.”
Bu sızıntılar aynı zamanda karbonun killere ve diğer toprak minerallerine bağlandığı, esasen onu yakalayıp depoladığı mineralle ilişkili organik madde (veya MAOM) ile etkileşime girer.
Taylor’a göre MAOM, “on yıllık zaman ölçeklerinde esasen kararlı” olarak görüldü, ancak araştırmacılar, kök eksüdasyonunun hızı ve bileşimindeki değişikliklerin MAOM’da kısa vadeli değişikliklere ve dolayısıyla nihayetinde toprağın kabiliyetine yol açabileceğini buldular. karbon depolamak için.
OEB’de Bilim Griffin Sanat ve Bilim Enstitüsü öğrencisi olan Nikhil R. Chari, “Kök sızıntıları, toprak karbon depolamasının önemli düzenleyicileridir” dedi. Çalışmanın baş yazarı Chari, bu sızıntıların “zaten küçük moleküller olduğundan, MAOM’u oluşturan mikroskobik toprak karbonu türünü doğrudan etkileyebileceklerine” dikkat çekiyor.
“Isınma veya diğer iklim değişikliği etkenleri, bitkiden çıkan eksüda türlerini değiştirirse, bu, normalde toprakta uzun süre kalacak olan bu karbon havuzlarını nasıl etkileyecek?” Chari ekledi.
Araştırmacılar, farklı kök salgılarını simüle etmek için basit şekerler, amino asitler ve organik asitlerden oluşan üç farklı eksüda “kokteyli” ürettiler ve bunları yapay kökler kullanarak toprağa pompaladılar. Araştırmacılar, deneylerini önceki çalışmalardan ayıran bir adımda, bu testleri, doğal toprak biyolojisini, yapısını ve heterojenliğini koruyarak yapay veya homojenleştirilmiş toprak yerine Bilim Ormanı’ndaki bozulmamış toprak çekirdeklerini kullanarak gerçekleştirdiler.
Buldukları şey, bir noktaya kadar toprağın dayanıklılığını gösterdi. “Toprağa biraz eksüda pompaladığımızda, MAOM karbon havuzu büyüdü. Zaman içinde azar azar birikti,” dedi Taylor. “Toprağa daha fazla eksüda pompaladığımızda, bu eksüdaların daha fazlası MAOM havuzuna girdi – ancak MAOM karbon havuzu büyümedi. MAOM’un da kaybolma oranını artırdı.”
Taylor, “Verilerimiz, bu kaybın, bu uzun vadeli depolama havuzlarından karbon salınımını da artıracağını ve sızıntı oranları artarsa, bu uzun vadeli istikrarlı toprak karbonu birikimini mutlaka görmeyeceğimizi gösteriyor” dedi.
Bu sınırlamanın gerçek dünya etkileri vardır. “CO olarak kendileri için daha fazla karbona sahip olan bitkileri düşünürseniz2 Taylor, “Atmosferdeki konsantrasyonlar yükselirse, köklerinden karbon salma yeteneklerinde ve eğilimlerinde değişiklikler bekleyebilirsiniz” dedi.
Araştırmacılar ayrıca eksüda kokteyllerinin MAOM üzerinde farklı etkileri olduğunu da buldular. Organik ve amino asitler, daha düşük bir MAOM oluşumu oranı ve nihayetinde net bir karbon birikimi ile sonuçlandı. Bununla birlikte, basit şeker sızıntıları daha büyük bir MAOM ciro üretti – bu, toprak mikroplarına “şeker yüksekliği” vermenin eşdeğeri, diye önerdi Taylor.
Chari, “Bu bize, bu farklı eksüda bileşiklerinin toprak karbon dinamiklerini nasıl etkileyeceğine dair bir fikir veriyor” dedi. “Gerçekten anlamak istediğimiz şey, bu profillerin, toprağa giden karbon oranının ve bitkiden gelen şekerler veya amino asitler veya organik asitler gibi karbon türlerinin nasıl değiştiğidir.”
Ekip, “bitkiden çıkan gerçek değişiklikleri toprak karbon dinamiklerini etkileyen bu farklı sızıntıları nasıl gördüğümüzle eşleştirebilmek” için ısınmanın ve yüksek karbondioksitin etkileri konusunda dünyanın dört bir yanındaki diğer araştırmacılarla birlikte çalıştığını söyledi. dedi Chari. “Bu, gelecekte toprak karbon dinamiklerini daha iyi tahmin etmemizi sağlayacaktır.”
Kökler, besin maddelerinin bitki için daha erişilebilir olmasını sağlamak için bakteri, mantar ve diğer toprak elementleriyle etkileşime giren organik karbon bileşikleri olan eksüdaları serbest bırakır. Yardımcı doçent Benton Taylor, “En temel anlamıyla, kök salgıları, mikrobiyal topluluğun toprakta zaten bulunan materyali kökün alıp kullanabileceği biçimlere dönüştürmesine yardımcı olmak için toprağa verilen malzemelerdir” dedi. OEB ve çalışmanın kıdemli yazarı. “Örneğin, kök salgıları, toprak mikrobiyal topluluğunu nitrojeni bitki için kullanılabilecek bir form olan mineralize nitrojene dönüştürmeye hazırlayabilir.”
Bu sızıntılar aynı zamanda karbonun killere ve diğer toprak minerallerine bağlandığı, esasen onu yakalayıp depoladığı mineralle ilişkili organik madde (veya MAOM) ile etkileşime girer.
Taylor’a göre MAOM, “on yıllık zaman ölçeklerinde esasen kararlı” olarak görüldü, ancak araştırmacılar, kök eksüdasyonunun hızı ve bileşimindeki değişikliklerin MAOM’da kısa vadeli değişikliklere ve dolayısıyla nihayetinde toprağın kabiliyetine yol açabileceğini buldular. karbon depolamak için.
OEB’de Bilim Griffin Sanat ve Bilim Enstitüsü öğrencisi olan Nikhil R. Chari, “Kök sızıntıları, toprak karbon depolamasının önemli düzenleyicileridir” dedi. Çalışmanın baş yazarı Chari, bu sızıntıların “zaten küçük moleküller olduğundan, MAOM’u oluşturan mikroskobik toprak karbonu türünü doğrudan etkileyebileceklerine” dikkat çekiyor.
“Isınma veya diğer iklim değişikliği etkenleri, bitkiden çıkan eksüda türlerini değiştirirse, bu, normalde toprakta uzun süre kalacak olan bu karbon havuzlarını nasıl etkileyecek?” Chari ekledi.
Araştırmacılar, farklı kök salgılarını simüle etmek için basit şekerler, amino asitler ve organik asitlerden oluşan üç farklı eksüda “kokteyli” ürettiler ve bunları yapay kökler kullanarak toprağa pompaladılar. Araştırmacılar, deneylerini önceki çalışmalardan ayıran bir adımda, bu testleri, doğal toprak biyolojisini, yapısını ve heterojenliğini koruyarak yapay veya homojenleştirilmiş toprak yerine Bilim Ormanı’ndaki bozulmamış toprak çekirdeklerini kullanarak gerçekleştirdiler.
Buldukları şey, bir noktaya kadar toprağın dayanıklılığını gösterdi. “Toprağa biraz eksüda pompaladığımızda, MAOM karbon havuzu büyüdü. Zaman içinde azar azar birikti,” dedi Taylor. “Toprağa daha fazla eksüda pompaladığımızda, bu eksüdaların daha fazlası MAOM havuzuna girdi – ancak MAOM karbon havuzu büyümedi. MAOM’un da kaybolma oranını artırdı.”
Taylor, “Verilerimiz, bu kaybın, bu uzun vadeli depolama havuzlarından karbon salınımını da artıracağını ve sızıntı oranları artarsa, bu uzun vadeli istikrarlı toprak karbonu birikimini mutlaka görmeyeceğimizi gösteriyor” dedi.
Bu sınırlamanın gerçek dünya etkileri vardır. “CO olarak kendileri için daha fazla karbona sahip olan bitkileri düşünürseniz2 Taylor, “Atmosferdeki konsantrasyonlar yükselirse, köklerinden karbon salma yeteneklerinde ve eğilimlerinde değişiklikler bekleyebilirsiniz” dedi.
Araştırmacılar ayrıca eksüda kokteyllerinin MAOM üzerinde farklı etkileri olduğunu da buldular. Organik ve amino asitler, daha düşük bir MAOM oluşumu oranı ve nihayetinde net bir karbon birikimi ile sonuçlandı. Bununla birlikte, basit şeker sızıntıları daha büyük bir MAOM ciro üretti – bu, toprak mikroplarına “şeker yüksekliği” vermenin eşdeğeri, diye önerdi Taylor.
Chari, “Bu bize, bu farklı eksüda bileşiklerinin toprak karbon dinamiklerini nasıl etkileyeceğine dair bir fikir veriyor” dedi. “Gerçekten anlamak istediğimiz şey, bu profillerin, toprağa giden karbon oranının ve bitkiden gelen şekerler veya amino asitler veya organik asitler gibi karbon türlerinin nasıl değiştiğidir.”
Ekip, “bitkiden çıkan gerçek değişiklikleri toprak karbon dinamiklerini etkileyen bu farklı sızıntıları nasıl gördüğümüzle eşleştirebilmek” için ısınmanın ve yüksek karbondioksitin etkileri konusunda dünyanın dört bir yanındaki diğer araştırmacılarla birlikte çalıştığını söyledi. dedi Chari. “Bu, gelecekte toprak karbon dinamiklerini daha iyi tahmin etmemizi sağlayacaktır.”