Forskere opdager high-def elektronveje i jord

Alle planter har brug for elektroner til at hjælpe biologiske og kemiske opgaver. Cornell-forskere har opdaget et nyt HD-system, der gør det muligt for elektroner at rejse gennem jorden længere og mere effektivt end tidligere antaget.

"Mikroorganismer har brug for elektroner til alt, hvad de gør. Hvis de indtager næringsstoffer eller udspyder metan eller udviser kuldioxid - for enhver levende, biologisk proces - de har brug for elektroner, "sagde Tianran Sun, postdoktor i jord- og afgrødevidenskab og hovedforfatter af papiret, der vises 31. marts i Naturkommunikation .

Ligesom store mængder elektricitet, der strømmer fra Niagara Falls i hele New York, elektroner transporterer gennem jorden via kulstof. "Vi var ikke klar over, at dette high-definition jordfordelingssystem transporterer elektroner langt væk. Det er ikke kilometer, det er ikke meter, men centimeters afstande, der betyder noget i jorden, "sagde Johannes Lehmann, professor i jordvidenskab.

Faktisk, ændring af jorden med pyrogent kulstof - kendt som biochar - bringer high definition til elektronnetværket. På tur, elektronerne ansporer ledende netværk og vækst, sagde Sun.

"Tidligere troede vi, at der kun var lavpresterende elektronveje i jorden-og nu har vi lært, at elektronerne kanaliseres gennem jorden meget effektivt på en højtydende måde, sagde Lehmann.

Lehmann og medlemmerne af hans laboratorium havde kæmpet for at forstå, hvorfor mikroorganismer trivedes i nærvær af biochar. Gruppen fjernede jordfosfor, gør miljøet ugæstfrit. De udelukkede vand og næringsstoffer. De kasserede brugen af ​​biochar som fødekilde, fordi mikroorganismer ikke kan forbruge meget af det. Gennem Solens baggrund inden for miljøkemi, forskerne fandt ud af, at mikroorganismer kan trækkes til elektroner, som biochar kan transportere.

"Disse resultater vil føre til en bedre forståelse af mikrobielle reaktioner i jord og mikrobiel metabolisme, herunder langsigtede virkninger på drivhusgasemissioner, "Sagde Sun.

Lehmann krediterer tværfagligt arbejde med at finde denne idé. "Jeg kunne ikke have afsluttet dette arbejde uden Tianran Suns kemi -ekspertise, heller ikke uden Lars Angenents mikrobiologiske ekspertise, eller David Mullers eller Barnaby Levins fysiske viden om kulstofstruktur, sagde Lehmann. "De spillede en stor rolle."