Как изменение климата влияет на взаимодействие между растениями и микоризными грибами

от

Микробиом растений и микоризные грибы

Подобно тому как в теле человека обитает множество симбиотических микроорганизмов, большинство видов растений живут бок о бок с микроскопическими друзьями. Среди них — микоризные грибы, которые помогают растениям собирать воду и питательные вещества, особенно азот, из почвы. Взамен растения предоставляют микоризным грибам в среднем от 3 % до 13 % углерода, который они получают из атмосферы в процессе фотосинтеза, а иногда и до 50 %.

Влияние экологических факторов

Предоставление углерода для поддержания микоризных грибов может стоить растениям значительных затрат углерода. Однако мало кто изучал, как такие факторы, как температура почвы и уровень азота, влияют на количество углерода, передаваемого от растений к микоризным грибам, и как этот процесс изменится в условиях изменения климата.

Модель Myco-CORPSE

Чтобы восполнить этот пробел, исследователи под руководством Шао создали модель, которую они назвали Myco-CORPSE (Mycorrhizal Carbon, Organisms, Rhizosphere, and Protection in the Soil Environment). Эта модель иллюстрирует, как окружающая среда влияет на взаимодействие между растениями и микоризными грибами.

Статья опубликована в журнале Journal of Geophysical Research: Biogeosciences.

Результаты исследования

Когда исследователи ввели данные более чем с 1800 лесных участков на востоке Соединённых Штатов в модель Myco-CORPSE, они получили несколько знакомых результатов, а также сделали новые открытия. Модель подтвердила предыдущие выводы о том, что увеличение содержания азота в почве, например, за счёт стока удобрений, снижает зависимость растений от микоризных грибов и, следовательно, уменьшает количество углерода, выделяемого растениями для их микроскопических партнёров.

Однако, в отличие от предыдущих исследований, эти учёные обнаружили, что повышение температуры почвы оказывает такое же влияние, снижая количество азота и углерода, которыми обмениваются грибы и растения. Это происходит потому, что тепло ускоряет разложение органических веществ, высвобождая азот. С другой стороны, повышение уровня углекислого газа в атмосфере, вероятно, увеличит зависимость растений от микоризных грибов за счёт ускорения роста растений и, следовательно, увеличения их потребности в питательных веществах.

Виды микоризных грибов

Модель Myco-CORPSE также воспроизвела наблюдаемые закономерности, показав, что два основных вида микоризных грибов (арбускулярные и эктомикоризные) ведут себя по-разному: арбускулярные деревья, как правило, отдают меньше углерода своим грибам по сравнению с тем, сколько эктомикоризные деревья отдают своим. Модель также обнаружила, что леса со смешанными видами микоризных грибов обычно накапливают меньше углерода, чем леса с меньшим микоризным разнообразием.

Выводы для управления лесами

По мере того как лесники справляются с многочисленными стрессами, с которыми сталкиваются леса сегодня, продвижение разнообразия микоризных видов в лесах может оптимизировать рост растений, минимизируя при этом количество углерода, направляемого к микоризным грибам, пишут исследователи.

Источник

Другие новости по теме

Другие новости на сайте