Studi ilmiah memberi cahaya baru pada peran kompleks mikroba tanah dalam mempengaruhi ekosistem, tingkat karbon atmosfer, dan iklim.
LONDON, 28 Maret, 2017 - Ilmuwan iklim bingung oleh lalu lintas karbon antara tanah dan udara mungkin harus berpikir lebih dalam tentang peran yang dimainkan oleh mikroba tanah - penghuni terkecil di planet ini.
Satu tim peneliti baru saja menemukan bahwa mikroba tanah benar-benar dapat meringankan warna tanah kering memantulkan lebih banyak cahaya dan memantulkan lebih banyak energi radiasi ke ruang angkasa.
Lainnya punya mengidentifikasi sumber karbon atmosfer yang tidak terduga: 17% karbon tanah yang masuk ke atmosfer dari dataran banjir berasal dari mikroorganisme pada kedalaman lebih dari dua meter.
Dan kelompok ketiga telah diidentifikasi bakteri tanah yang bisa membantu tanaman bertahan hidup dari kekeringan, dan meningkatkan hasil panen di lahan kering seperti Arizona, Israel dan Lembah Nil.
Spesies mikroba tanah
Pada dasarnya, ketiga studi ini adalah laporan dari perbatasan baru. Hampir ekosistem paling tidak dikenal di planet ini adalah yang ada di bawah kaki kita: sejumput kecil tanah adalah rumah bagi ratusan spesies mikroba, dan jumlah setiap cubitan dapat dihitung dalam miliaran.
Apa yang dilakukan entitas ini dan bagaimana mereka berinteraksi satu sama lain masih merupakan teka-teki yang harus disatukan.
Jadi, dalam semua kasus, penelitian tidak lengkap. Tetapi setiap studi mewakili aspek baru dari kompleksitas interaksi antara tanaman berbunga, atmosfer dan batuan dasar, Dan semua interaksi ini dimediasi oleh mikroba.
Lahan kering mencakup 40% dari permukaan tanah planet ini. Zona gersang ini mungkin terlihat tidak bernyawa, tetapi kulit gurun hidup dengan campuran lumut, lumut dan cyanobacteria yang membentuk kerak tanah biologis, atau biocrust.
Para ilmuwan dari US Geological Survey menulis dalam jurnal Scientific Reports bahwa mereka mengukur kuadrat biokusta ini di Dataran Tinggi Colorado dan mengujinya dengan berbagai tingkat kehangatan dan curah hujan.
Mereka memantau respons biokust, dan mereka juga menghitung berapa banyak energi matahari yang dipantulkan kembali ke atmosfer.
Ilmuwan iklim menyebut ini efek albedo, dan memainkan peran penting dalam model iklim.
Campuran lebih banyak kehangatan dan lebih banyak air mengubah permukaan yang gelap menjadi tanah yang terang dengan kecepatan yang mungkin cukup untuk memperlambat laju pemanasan global.
“Informasi ini merupakan langkah penting dalam memahami iklim, dan mungkin bermanfaat dalam mengembangkan model iklim masa depan”
Tetapi, sama-sama, peralihan dari lumut dan lumut ke cyanobacteria yang meringankan tanah mungkin mempercepat erosi tanah, menurunkan kesuburan tanah, dan memperlambat penghapusan karbon dioksida gas rumah kaca dari atmosfer.
"Penemuan bahwa dampak perubahan iklim pada biokust dapat memberi makan kembali ke iklim masa depan adalah faktor penting yang belum dipertimbangkan di masa lalu," kata Austin Rutherford, seorang ahli biologi di University of Arizona, yang memimpin penelitian.
"Informasi ini merupakan langkah penting dalam memahami iklim, dan mungkin bermanfaat dalam mengembangkan model iklim masa depan."
Kelompok kedua melaporkan dalam Jurnal Zona Vadose bahwa mereka melihat sedikit lebih dalam dari pada biocrust di permukaan.
Para peneliti menemukan tiga tahun lalu bahwa jauh di bawah Amerika Great Plains terletak harta karun luas tanah kaya karbon kuno. Asumsinya adalah, untuk saat ini, karbon ini terkubur dengan aman.
Tapi sebuah tim dari Lawrence Berkeley National Laboratory di California mengukur fluks karbon dioksida dari dataran banjir Sungai Colorado dan menemukan bahwa hampir seperlima dari karbon yang masuk ke atmosfer berasal dari mikroba tanah yang sibuk pada kedalaman antara dua meter dan meter 3.5 - kontribusi yang sejauh ini tidak termasuk dalam model sistem Bumi.
Ini jauh di bawah kedalaman rooting, di Zona Vadose jauh di bawah lapisan tanah atas tetapi di atas permukaan air. Dan bahkan di zona yang seharusnya lembam ini, mikroba tanah masih memainkan peran dalam siklus kehidupan.
Menurut tim dari Northern Arizona University, beberapa mikroba dapat memainkan yang lebih berharga. Ilmuwan melaporkan dalam jurnal Plant and Soil bahwa mereka menganalisis studi 52 dari seluruh dunia untuk mengidentifikasi sedikit keajaiban mikroba.
Manipulator mikroskopis
Ketika tanaman diberi rhizobacteria pemacu pertumbuhan - mikroba yang menjajah akar - hasil sayuran dan biji-bijian meningkat sebesar 20% menjadi 45% dalam kekeringan, dibandingkan dengan tanaman yang disiram dengan baik. Jadi, dengan bantuan dari satu rangkaian manipulator mikroskopis, tanaman yang berjuang untuk mendapatkan air bahkan lebih baik daripada tanaman yang diirigasi.
Ini benar-benar tidak terduga. Bahwa tanaman bergantung pada mikroba tanah untuk nutrisi dan perlindungan terhadap hama sudah dikenal luas. Tetapi penelitian terbaru menunjukkan bahwa mikroba tanah tertentu memberikan efek perlindungan yang signifikan dan bermanfaat pada saat stres tanaman akibat kekeringan.
Cukup bagaimana dan mengapa rhizobacteria khusus ini memberikan keuntungan ini kepada tanaman inangnya adalah teka-teki evolusi yang masih harus dipecahkan dengan eksperimen.
Tetapi menurut perkiraan PBB, dunia kehilangan 12 juta hektar lahan subur karena kekeringan dan padang pasir setiap tahun, sehingga penemuan ini pada akhirnya dapat bermanfaat bagi petani di tanah rawan kekeringan pada saat iklim mulai berubah, sementara jumlah manusia terus tumbuh.
Dan pemulihan lahan kering yang rentan menjadi hijau, permukaan fotosintesis yang mengkonsumsi karbon atmosfer pada gilirannya akan memberi makan kembali ke sistem iklim planet.
Itu, untuk saat ini, tetap hanya harapan, dan masih banyak penelitian yang harus dilakukan. Tapi, sekali lagi, ini adalah pengingat bahwa makhluk paling penting di planet ini mungkin yang paling tertindas: warga tak kasat mata di bawah kaki kita. - Jaringan Berita Iklim
