Sebuah tim ilmuwan internasional telah memetakan mikrobioma lingkungan suatu negara untuk pertama kalinya, menciptakan atlas kehidupan mikroba beresolusi tinggi di Denmark. Proyek yang dipimpin oleh Universitas Aalborg dengan kontribusi dari Universitas Wina ini menganalisis lebih dari 10.000 sampel tanah dan lingkungan secara nasional dan dipublikasikan diAlamdi bawah judulMikroflora Danica.
Sampel dikumpulkan pada resolusi spasial rata-rata sekitar empat kilometer persegi, menghasilkan apa yang para peneliti gambarkan sebagai gambaran umum yang belum pernah terjadi sebelumnya mengenai keanekaragaman dan fungsi mikroba di negara tersebut. Kumpulan data ini memberikan wawasan tentang bagaimana mikroorganisme merespons gangguan penggunaan lahan, pertanian, dan lingkungan pada skala nasional.
Para ilmuwan dari Universitas Wina memainkan peran penting dalam menganalisis mikroorganisme nitrifier - yang mendorong langkah-langkah penting dalam siklus nitrogen global. Organisme ini menentukan berapa lama nitrogen dari pupuk tetap tersedia bagi tanaman dan kapan diubah menjadi bentuk yang mencemari saluran air atau lepas ke atmosfer.
Studi ini menunjukkan, untuk pertama kalinya, distribusi nitrifier dalam tanah secara nasional. Hal ini juga menyoroti kesenjangan pengetahuan yang besar: dua kelompok yang paling tersebar luas - garis keturunan TA-21 dari archaea pengoksidasi amonia dan comammoxNitrospiraclade B - tidak memiliki perwakilan yang dibudidayakan. Akibatnya, mereka belum dapat dipelajari secara langsung di laboratorium meskipun mendominasi wilayah pertanian dan tanah alami yang luas. Para peneliti juga mengidentifikasi bukti kuat mengenai kelompok bakteri pengoksidasi nitrit-yang sebelumnya tidak diketahui dan belum dibudidayakan.
Temuan ini memberikan pengaruh khusus bagi Denmark, yang sekitar dua{0}}pertiga lahannya digunakan untuk pertanian. Penggunaan pupuk secara intensif menyebabkan hilangnya nitrogen secara signifikan ke dalam air tanah, sungai, dan perairan pesisir, sekaligus berkontribusi terhadap emisi dinitrogen oksida, yang merupakan gas rumah kaca yang kuat. Nitrifier yang berbeda-beda memiliki jumlah nitrous oksida yang dihasilkan dan cara mereka bereaksi terhadap inhibitor nitrifikasi yang ditambahkan ke pupuk, sehingga distribusinya penting untuk pengelolaan lingkungan.
Para peneliti mengatakan atlas ini dapat membantu menjadikan pertanian lebih bertarget dan berkelanjutan dengan menyelaraskan strategi pupuk dengan komunitas mikroba yang ada di tanah. Seiring waktu, hal ini dapat mengurangi hilangnya unsur hara, membatasi polusi air, dan mengurangi emisi gas rumah kaca.
Selain pertanian, penelitian ini menunjukkan bahwa gangguan yang dilakukan manusia meninggalkan jejak mikroba yang jelas. Habitat yang dikelola secara intensif cenderung memiliki keanekaragaman lokal yang tinggi namun tampak lebih homogen di tingkat nasional. Ekosistem yang tidak terlalu terganggu akan mempertahankan keanekaragaman mikroba yang lebih besar secara keseluruhan. Para penulis berpendapat bahwa “sidik jari mikroba” tersebut pada akhirnya dapat digunakan untuk menilai keberhasilan proyek restorasi habitat.
Implikasinya melampaui Denmark. Austria menghadapi tantangan serupa terkait intensitas pertanian, pengelolaan nutrisi, dan perlindungan air. Menurut para peneliti yang terlibat dalam penelitian ini, atlas Denmark memberikan model tentang bagaimana-data mikrobioma skala nasional dapat memberikan masukan bagi kebijakan lingkungan di bidang lain, mulai dari optimalisasi pupuk hingga memperkirakan emisi gas rumah kaca-berbasis tanah.
Para penulis berpendapat bahwa menggabungkan data mikrobioma ke dalam-perencanaan penggunaan lahan dan strategi iklim akan menjadi hal yang penting karena negara-negara berupaya menyeimbangkan produktivitas pertanian dengan perlindungan lingkungan.
