Механизм фосфорного цикла в субтропических лесах
Фосфор (P) — важный питательный элемент для фотосинтеза растений. Однако его вымывание и эрозия приводят к снижению доступности и дефициту P.
В исследовании, опубликованном в журнале Forest Ecosystems, китайские учёные выяснили механизм цикла фосфора в субтропических лесах. Они обнаружили, что с увеличением возраста насаждений биоусвояемый фосфор в посадках сосны Массона (Pinus massoniana) поглощается корнями под влиянием почвенных фосфатаз. Затем этот фосфор распределяется по корням и листьям в различных формах компонентов органо-фосфора, причём эта взаимосвязь имеет сезонные вариации.
«Фосфорный цикл в надземной и подземной средах субтропических лесов различается в зависимости от насаждений, возраста и сезона», — отмечает автор-корреспондент Сяогай Ге из Института лесной инженерии Китайской академии лесного хозяйства. — «По мере увеличения возраста насаждений Pinus massoniana постоянно поглощает биоусвояемый фосфор из почвы, что приводит к снижению доступности почвенного фосфора в её посадках».
Поглощённый фосфор распределяется по органам в четырёх различных формах: метаболический P, нуклеиново-кислотный P, липидный P и остаточный P.
«На это распределение влияет ресорбция фосфора, — добавляет Ге. — Фосфор в этих органах в конечном итоге возвращается в почву через опад, тем самым смягчая снижение доступности почвенного фосфора из-за активности почвенных фосфатаз».
Исследователи также наблюдали, что доля метаболического P в листьях сначала увеличивалась, а затем снижалась с возрастом насаждений Pinus massoniana в течение вегетационного сезона, достигая 34–68% в опаде. В невегетационный сезон основное изменение в компонентах P тонких корней сосны заключалось в переходе от метаболического P к остаточному P.
«По сравнению с вегетационным сезоном, фракции лигандного P в почве снизились на 7–22%, а фракции обменного P увеличились на 0–16% в невегетационный сезон, — говорит Ге. — Органо-фосфорные компоненты имели тенденцию к снижению с увеличением возраста насаждений, в основном из-за постепенного сокращения биоусвояемого почвенного P, и эта тенденция смягчалась поступлением опада».
Выработка растворённого P почвенными фосфатазами в некоторой степени ограничивает снижение биоусвояемого почвенного P, вызванное ресорбцией листового P. Вариации в компонентах органо-фосфора листьев между сезонами объясняются распределением P самим деревом.
Основное значение работы заключается в том, что её результаты могут послужить теоретической основой для управления посадками сосны Массона с целью повышения продуктивности насаждений разного возраста в субтропических лесах.