Исследование корней деревьев подтверждает: разные морфологии дают схожие результаты

Несмотря на заметно разную морфологию корней и связанные с этим различия в процессах поглощения питательных веществ, лесные деревья разных линий демонстрируют сопоставимую эффективность в усвоении почвенных питательных веществ.

Некоторые виды деревьев образуют толстые, медленнорастущие корни (магнолиоидный тип), в то время как другие — тонкие корни (граминоидный тип) с быстрым разрастанием. Деревья с толстыми корнями тратят на них больше энергии и ресурсов, чем деревья с тонкими корнями, и эти толстые корни живут дольше.

Однако, несмотря на эту значительную разницу, деревья с магнолиоидными корнями являются обычными компонентами лесов и часто растут так же быстро, как и деревья с граминоидной морфологией. Это отсутствие связи между строением корня и усвоением питательных веществ на уровне всего растения контрастирует с сильной связью между структурой листа и усвоением углерода.

Для роста деревья с толстыми корнями используют тесную симбиотическую связь с микоризными грибами в почве, в то время как деревья с более тонкими и обширными корнями менее зависимы от грибов. Тем не менее, эффективность поиска питательных веществ корнями при обеих стратегиях оказывается сопоставимой.

В исследовании, проведённом в экспериментальном лесу Стоун-Вэлли, учёные проверили эффективность поиска питательных веществ у деревьев в 70-летних насаждениях с широким диапазоном морфологии корней. В исследовании участвовали красный клён, ясень, чёрный орех, тюльпанное дерево, огуречное дерево, американский и ржавый вяз.

Исследователи использовали технику пористых корневых мешков для анализа роста корней. После примерно 23 недель в земле мешки были извлечены, а корни внутри проанализированы, взвешены, измерены и изучены с помощью оптического сканера.

Результаты показали:

• Признаки, такие как диаметр корня и удельная длина корня, были тесно связаны с интенсивностью ветвления: виды с тонкими корнями имели более высокую интенсивность ветвления, чем виды с толстыми корнями.
• В удобренной и неудобренной почве виды с тонкими всасывающими корнями и высокой интенсивностью ветвления демонстрировали гораздо большее разрастание корней по длине и массе, но меньшую колонизацию микоризными грибами, чем виды с толстыми корнями.
• Удобрение почвы привело к увеличению разрастания корней и снижению микоризной колонизации у всех видов.

Это говорит о том, что в богатых питательными веществами участках почвы виды с тонкими корнями добывают ресурсы в основном за счёт разрастания корней, а виды с толстыми корнями — за счёт микоризных грибов.

Диаметр самых тонких всасывающих корней может быть важным признаком растения, который можно использовать для моделирования разнообразных реакций растений на изменения окружающей среды.