Deux facteurs qui jouent un rôle clé dans le changement climatique—l'augmentation du réchauffement climatique et l'augmentation des niveaux d'ozone—semblent avoir des effets néfastes sur les racines des plants de soja, leur relation avec les micro-organismes symbiotiques du sol et la manière dont les plantes séquestrent le carbone.

Les résultats, publié dans l'édition du 9 juillet de Avancées scientifiques , montrent peu de changements dans les pousses de la plante au-dessus du sol, mais des résultats pénibles sous terre, y compris une incapacité accrue à retenir le carbone qui est plutôt libéré dans l'atmosphère sous forme de gaz à effet de serre.

Des chercheurs de la North Carolina State University ont examiné l'interaction du réchauffement et de l'augmentation des niveaux d'ozone avec certains organismes souterrains importants - les champignons mycorhiziens arbusculaires (AMF) - qui favorisent les interactions chimiques qui retiennent le carbone dans le sol en empêchant la décomposition de la matière organique du sol, stoppant ainsi la fuite de carbone du matériau en décomposition.

« La capacité de séquestrer le carbone est très importante pour la productivité des sols, en plus des effets néfastes de l'augmentation des gaz à effet de serre lorsque ce carbone s'échappe, " dit Shuijin Hu, professeur de pathologie végétale à NC State et auteur correspondant de l'article.

Présent dans les racines d'environ 80% des plantes qui poussent sur terre, L'AMF entretient une relation gagnant-gagnant avec les usines. L'AMF prélève le carbone des plantes et fournit de l'azote et d'autres nutriments utiles au sol dont les plantes ont besoin pour grandir et se développer.

Dans l'étude, les chercheurs ont mis en place des parcelles de soja avec une augmentation des températures de l'air d'environ 3 degrés Celsius, parcelles avec des niveaux plus élevés d'ozone, parcelles avec des niveaux plus élevés de réchauffement et d'ozone, et des parcelles de contrôle sans aucune modification. Les expériences qui en ont résulté ont montré que le réchauffement et l'augmentation des niveaux d'ozone amincissent les racines du soja car ils économisent des ressources pour obtenir les nutriments dont ils ont besoin.

Les cultivars de soja sont souvent sensibles à l'ozone, dit Hu. Les niveaux d'ozone ont été quelque peu stables ou même en baisse dans certaines régions des États-Unis au cours de la dernière décennie, mais ont augmenté de façon spectaculaire dans les zones d'industrialisation rapide, comme l'Inde et la Chine, par exemple.

« L'ozone et le réchauffement se sont avérés très stressants pour de nombreuses cultures - pas seulement le soja - et pour de nombreuses graminées et espèces d'arbres, " Hu a dit. " L'ozone et le réchauffement affaiblissent les plantes. Les plantes essaient de maximiser l'absorption des nutriments, ainsi leurs racines deviennent plus fines et plus longues car ils ont besoin d'exploiter le volume de sol suffisant pour les ressources. Cette faiblesse entraîne une réduction de l'AMF et des renouvellements plus rapides des racines et des hyphes fongiques, ce qui stimule la décomposition et rend la séquestration du carbone plus difficile. Ces événements en cascade peuvent avoir des effets profonds sous terre, bien que les pousses de la plante semblent normales dans certains cas."

Hu a dit qu'il était surpris que les pousses de la plante ne soient pas grandement affectées par les stress du réchauffement et de l'ozone; la biomasse des feuilles des plantes dans les parcelles témoins et expérimentales était à peu près la même.

Peut-être encore plus surprenant, Hu a déclaré que davantage de réchauffement et d'ozone ont changé le type d'AMF qui colonise les plants de soja.

L'étude a montré que les niveaux d'une espèce de CMA appelée Glomus diminuaient avec plus de réchauffement et d'ozone, tandis qu'une espèce appelée Paraglomus a augmenté.

"Glomus protège le carbone organique de la décomposition microbienne tandis que Paraglomus est plus efficace pour absorber les nutriments, " a dit Hu. " Nous ne nous attendions pas à ce que ces communautés changent de cette façon. "

Hu prévoit de continuer à étudier les systèmes entourant la séquestration du carbone dans le sol ainsi que d'autres émissions de gaz à effet de serre provenant du sol, comme le protoxyde d'azote, ou N 2 O.