Gletschere giver spor til at bekæmpe ørkendannelse

Forskere ved KAUST, med kolleger i Italien og Grækenland, har analyseret bakterieindholdet i jorden dannet bag den vigende Midtre Lovénbreen arktiske gletscher på øen Svalbard, Norge, et af verdens nordligste beboede områder.

"Mikrober er den største faktor, der er ansvarlig for jorddannelse, da de er den eneste form for liv, der kan leve under ekstreme forhold, hvor vand og næringsstoffer er knappe, " forklarer Marco Fusi, en postdoc på KAUST og en af ​​undersøgelsens medforfattere. "Deres tilpasning til sådanne forhold udløser de mekanismer, der danner jord, tillade mosser, og planter til at slå sig ned. Vigende gletsjere tilbyder en unik model til at studere, hvordan jord dannes fra grundfjeldet, " han siger.

Holdet prøvede jorden fra syv steder udsat af den vigende gletscher fra otte til mere end 1, 900 år siden. På hvert sted, prøver blev taget fra 'rhizosfæren'-jorden, der holder tæt på rødderne af den lilla klippebrækplante, og fra 'bulk' jord, der ikke er i kontakt med rødderne på nogen synlig plante.

Forskerne kategoriserede også jordprøverne efter deres udviklingstrin:'gold jord' repræsenterede de steder, der var op til 43 år gamle, 'udviklingsjord' var fra lokaliteter 66 og 106 år gamle, og moden jord kom fra de to steder, der var 156 og mere end 1, 900 år gammel.

"Vi viste, at dannelsen af ​​jord ikke er en lineær proces, der går sammen med tiden, " siger Fusi. "I stedet, det skrider frem gennem trin, der udløses af ændringer medieret af mikroorganismer."

Det mikrobielle indhold i jorden varierede meget afhængigt af dens udviklingsstadium og mellem bulk- og rhizosfærejorde inden for hvert trin. Bakterier forbundet med jordens frugtbarhed blev i stigende grad beriget i rhizosfæren, efterhånden som jorden blev mere udviklet. Bakteriesamfund i bulkjorde var mere komplekse i deres tidlige udviklingsstadier.

"Mikrober forbedrer jordstrukturen, der bestemmer en forbedret vandretention og tilgængelighed af næringsstoffer. På denne måde, de fungerer som biokonditioneringsmidler, der bidrager til etablering og overlevelse af planter, "siger Fusi." Mikrober, der koloniserer disse tørre udviklingsområder, kan repræsentere et lovende værktøj til at beskytte landbrug og rehabiliteringsprojekter i tørre miljøer, " han siger.

"Svalbards gletschermoræner repræsenterer et unikt miljø, hvor alle stadier, der er involveret i jorddannelsen, eksisterer samtidig i et begrænset rum, " siger Ramona Marasco, også KAUST postdoc og medforfatter.

"På trods af det meget anderledes temperaturregime på Svalbard sammenlignet med Mellemøsten, disse to miljøer beskæftiger sig med lignende dynamik og processer, der er styret af vandmangel og dårlig vandretention, " tilføjer Marasco. "Vores team, ledet af professor Daniele Daffonchio, har til formål at undersøge de økologiske processer og funktionelle mekanismer, som mikroorganismer implementerer for at tilbageholde vand i jorden og begunstige planteetablering. Dette kunne give ledetråde til at forstå de processer, der finder sted under ørkendannelse i varme tørre miljøer, " hun siger.

Holdet undersøger nu mikroorganismers roller i det varme, tørre jorde i Saudi-Arabien og Afrika, herunder deres indflydelse på ørkentilpassede afgrødeplanter, såsom dadelpalmen. De studerer også mikroorganismer, der bidrager til jordens evne til at holde på vand og planters rodsystemer til at tåle tørke.