Si fueras una hormiga verías que el suelo tiene redes de poros y canales que se entrelazan a través del suelo como pajitas interconectadas. Se forman bajo tierra por los diferentes minerales que componen el suelo y como resultado de los movimientos o crecimiento de las raíces, insectos y otros organismos vivos. Los poros del suelo albergan gases y líquidos, como el carbono orgánico del suelo y el agua.

Carbono orgánico del suelo, o SOC, juega un papel vital en el ciclo del carbono. Según un estudio reciente realizado por investigadores del Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico (PNNL), y publicado en Biología y bioquímica del suelo , la complejidad del carbono difiere con el tamaño del poro que lo contiene, Sin embargo, su descomponibilidad está impulsada por su proximidad a los microorganismos, no es su química. Estos hallazgos podrían proporcionar un marco poderoso para construir una nueva generación de modelos que simulen la dinámica y composición del SOC. También proporciona una forma de utilizar procesos naturales para proteger el COS de modo que permanezca o se descomponga en el suelo en lugar de regresar a la atmósfera.

En el ciclo natural del agua, la conectividad hidrológica de los poros del suelo aumenta a medida que aumenta el contenido de agua del suelo, y cuando los canales de los poros se llenan de agua, El COS y otros nutrientes se pueden mezclar y redistribuir. Y cuando el suelo esté saturado, los poros del suelo se conectan cada vez más (haciéndolos parecidos a una paja) por el agua, permitiendo el movimiento del SOC disuelto entre los poros. Esto aumenta la probabilidad de que el carbono almacenado se transporte a lugares ricos en microbios más favorables a la descomposición. Esta distribución diversa de los descomponedores microbianos por todo el suelo indica que el metabolismo o la persistencia de los compuestos del SOC depende en gran medida de las distancias cortas (piense en los "sprints") del transporte entre los poros, a través del agua, dentro del suelo.

Para demostrar esto, Los investigadores de PNNL saturaron núcleos de suelo intactos y extrajeron aguas de poros con presiones de succión crecientes para muestrearlas secuencialmente de dominios de poros cada vez más finos. Su objetivo era doble:caracterizar la complejidad del carbono en las aguas de los poros sometidas a tensiones hídricas débiles y fuertes. Y luego, evaluar la descomponibilidad microbiana de estas aguas de poros aplicando espectrometría de masas de alta resolución para perfilar las principales clases bioquímicas presentes.

Las soluciones del suelo se mantuvieron detrás de gargantas gruesas y de poros finos, "y reveló carbono soluble más complejo en los poros más finos que en los más gruesos. Análisis de las mismas muestras, incubadas con hongos Cellvibrio japonicus, Streptomyces cellulosae, y Trichoderma reseei, demostraron que el carbono más complejo en los poros finos no es más estable, es decir, se descompone al menos tan fácilmente como las formas más simples de C que se encuentran en los poros gruesos. De hecho, la descomposición del carbono complejo provocó mayores pérdidas a través de la respiración que el carbono más simple que se encuentra en las aguas de poros gruesos. Esto sugiere que los ciclos repetidos de secado y humedecimiento de los suelos pueden ir acompañados de ciclos repetidos de aumento de las emisiones de dióxido de carbono. Todo esto plantea una pregunta:¿La persistencia del COS es principalmente una función de su aislamiento en poros de diferentes tamaños?

Todas las muestras incubadas del estudio demostraron que los hongos podrían descomponer el COS en las aguas de los poros dentro de las primeras 48 horas de la colocación. Esto significa que la proximidad de los microbios con el sustrato, es el factor de control en la protección del carbono dentro del suelo. El desafío es utilizar esta información para mejorar nuestras predicciones de la persistencia del C en los suelos y quizás determinar si podemos aprovechar estos procesos naturales dentro del suelo y cómo podemos aprovecharlos a una escala mucho mayor para reducir el carbono en la atmósfera.

"Esta investigación nos brindó información fundamental que usaremos como punto de partida para análisis adicionales, "dijo PNNL Vanessa Bailey, líder de equipo en el grupo de microbiología ".