Se você fosse uma formiga, você veria que o solo tem redes de poros e canais que se entrelaçam no solo como palhas interconectadas. Eles são formados no subsolo pelos diferentes minerais que compõem o solo e como resultado de movimentos ou crescimento das raízes, insetos, e outros organismos vivos. Os poros do solo abrigam gases e líquidos, como carbono orgânico do solo e água.

Carbono orgânico do solo, ou SOC, desempenha um papel vital no ciclo do carbono. De acordo com um estudo recente realizado por pesquisadores do Pacific Northwest National Laboratory (PNNL), e publicado em Biologia e Bioquímica do Solo , a complexidade do carbono difere com o tamanho do poro que o contém, no entanto, sua decomposição é impulsionada por sua proximidade com microrganismos, não sua química. Essas descobertas podem fornecer uma estrutura poderosa para a construção de uma nova geração de modelos que simulam a dinâmica e composição do SOC. Ele também fornece uma maneira de usar processos naturais para proteger o SOC de modo que permaneça ou se decomponha no solo em vez de retornar à atmosfera.

No ciclo natural da água, a conectividade hidrológica dos poros do solo aumenta à medida que o conteúdo de água do solo aumenta, e quando os canais dos poros se enchem de água, SOC e outros nutrientes podem se misturar e redistribuir. E quando o solo está saturado, os poros do solo tornam-se cada vez mais conectados (tornando-os semelhantes a palha) pela água, permitindo o movimento do SOC dissolvido entre os poros. Isso aumenta a probabilidade de que o carbono armazenado seja transportado para locais ricos em micróbios, mais favoráveis ​​à decomposição. Esta distribuição diversa de decompositores microbianos ao longo do solo indica que o metabolismo ou persistência dos compostos SOC é altamente dependente de distâncias curtas - pense em "corridas rápidas" - do transporte entre os poros, via água, dentro do solo.

Para demonstrar isso, Os pesquisadores do PNNL saturaram núcleos de solo intactos e extraíram águas de poros com pressões de sucção crescentes para amostrá-los sequencialmente de domínios de poros cada vez mais finos. Seu objetivo era duplo:caracterizar a complexidade do carbono em águas de poros mantidas em tensões de água fracas e fortes. E então, avaliar a decomposição microbiana dessas águas porosas aplicando espectrometria de massa de alta resolução para traçar o perfil das principais classes bioquímicas presentes.

As soluções de solo foram mantidas atrás de gargantas de "poros grossos e finos, "e revelou carbono solúvel mais complexo nos poros mais finos do que nos mais grossos. Análise das mesmas amostras incubadas com fungos Cellvibrio japonicus, Streptomyces cellulosae, e Trichoderma reseei-mostraram que o carbono mais complexo em poros finos não é mais estável - isto é, é pelo menos tão facilmente decomposto quanto as formas mais simples de C encontradas em poros grossos. Na verdade, a decomposição do carbono complexo levou a perdas maiores dele por meio da respiração do que o carbono mais simples encontrado em águas com poros grossos. Isso sugere que os ciclos repetidos de secagem e molhamento nos solos podem ser acompanhados por ciclos repetidos de aumento das emissões de dióxido de carbono. Tudo isso levanta uma questão:a persistência de SOC é principalmente uma função de seu isolamento em poros de tamanhos diferentes?

Todas as amostras incubadas do estudo demonstraram que os fungos podem decompor o SOC nas águas dos poros nas primeiras 48 horas de colocação. Isso significa que a proximidade de micróbios com o substrato, é o fator de controle na proteção do carbono no solo. O desafio é usar essas informações para melhorar nossas previsões de persistência de C nos solos e talvez determinar se e como podemos tirar proveito desses processos naturais dentro do solo em uma escala muito maior para que possamos reduzir o carbono na atmosfera.

"Esta pesquisa nos deu algumas informações críticas que usaremos como ponto de partida para análises futuras, "disse PNNL Vanessa Bailey, líder de equipe no grupo de microbiologia. "