Нове дослідження під керівництвом Джейн Лукас, еколога з Інституту екосистемних досліджень у місті Кері (штат Північна Кароліна, США), вивчало вплив підвищення температури і використання поширеного антибіотика в молочному скотарстві на ґрунтову мікрофлору. Дослідники виявили, що спека і антибіотики руйнують її, погіршуючи ефективність ґрунтових мікроорганізмів, стійкість до майбутніх стресів і здатність уловлювати вуглець.

«Більшість досліджень здоров'я ґрунтів вивчають лише один стресовий фактор. Тут ми хотіли дослідити вплив потепління і антибіотиків одночасно, щоб зрозуміти, як два зростаючих стресових фактори впливають на ґрунти», — каже Джейн Лукас.

Було обрано Монензин, тому що це поширений антибіотик, використання якого збільшується на фермах. Монензин недорогий, простий в застосуванні і не використовується в лікарських засобах для людей. Як і багато інших антибіотиків, він погано засвоюється; значна частина антибіотика залишається біологічно активною, коли потрапляє в навколишнє середовище через відходи тваринництва.

Команда відібрала зразки ґрунту із заповідних земель на півночі штату Айдахо, на яких не випасали худобу. Рослинний покрив на місці відбору зразків, переважно високотравні прерії, представляє типові пасовища для худоби без відходів тваринництва.

Зразки ґрунту були оброблені високою, низькою або нульовою дозою антибіотика; їх нагрівали при трьох різних температурах і залишали для інкубації на 21 день. Випробувані температури (15, 20 і 30 °C) представляли сезонні коливання плюс прогноз на майбутнє потепління. Під час кожної обробки вчені спостерігали за диханням ґрунту, кислотністю, складом і функціями мікробної спільноти, кругообігом вуглецю й азоту, а також взаємодією між мікробами.

Дослідники виявили, що з підвищенням температури і додаванням антибіотиків бактерії руйнуються, дозволяючи грибкам домінувати і гомогенізуватися, що призводить до зменшення загальної кількості мікроорганізмів і мікробного різноманіття загалом. Антибіотики самі по собі збільшили біологічно доступний вуглець і знизили мікробну ефективність. Підвищення температури збільшило дихання ґрунту та кількість розчиненого органічного вуглецю. Збільшення пулів активного вуглецю може призвести до зменшення довгострокової здатності його зберігати.

«Ми побачили реальні зміни у спільнотах ґрунтових бактерій як в умовах низьких, так і  високих доз. Підвищення температури посилило вплив антибіотиків, причому при кожній температурі виникали різні мікробні спільноти. У цих угрупованнях ми спостерігали зменшення різноманітності та кількості мікроорганізмів в цілому. Ці зміни можуть зменшити стійкість ґрунтів до майбутніх стресів, — розповідає дослідниця. — Ми також виявили, що спека та антибіотики посилюють мікробне дихання, знижуючи їх ефективність. По суті, мікроби змушені працювати важче, щоб вижити, коли знаходяться в гарячому, перенасиченому антибіотиками середовищі. Зниження мікробної ефективності може призвести до того, що ґрунти будуть накопичувати менше вуглецю в довгостроковій перспективі».

Оскільки ґрунтові мікроорганізми працюють важче (і неефективно), щоб переробити вуглець, менше перетворюється в стабільну органічну форму, яка б затримувалася в ґрунті. Натомість більше вуглекислого газу вивільняється в атмосферу у вигляді газу. Цей ефект може перетворити важливий поглинач вуглецю на джерело вуглецю, посилюючи наслідки зміни клімату.

Інший автор дослідження Майкл Стрікленд каже: «Сили екологічних змін не діють ізольовано. Наші результати показують, що спека й антибіотики окремо, а також спека й антибіотики разом по-різному впливають на мікробні спільноти в ґрунті. Ці висновки підкреслюють важливість одночасного дослідження кількох стресових факторів для кращого розуміння того, як змінюються наші ґрунти і їхні основні функції».

«Сільське господарство, навколишнє середовище та здоров'я населення нерозривно пов'язані між собою. Розуміння того, як численні стресові фактори формують ґрунтові мікроби, має вирішальне значення для підтримки здоров'я ґрунту в умовах глобальних змін. Якщо ми не зможемо впоратися із взаємопов’язаними ефектами, то здатність ґрунту накопичувати вуглець і рослинництво можуть опинитися під загрозою. Крім того, обмеження використання антибіотиків у навколишньому середовищі може допомогти захистити ґрунти», — підсумовує Джейн Лукас.

thedairysite.com