Новый подход расширяет возможности количественной оценки обмена питательными веществами в тканях растений, ризосфере и почве
Органический углерод в почве связан с усиленным ростом растений, улучшением подземного биоразнообразия и является потенциальным поглотителем атмосферного диоксида углерода (CO2). Однако поступление органического углерода в почву через различные корневые процессы обычно сосредоточено в малых пространственных областях, что затрудняет попытки его количественно оценить и соотнести с различными микроокружениями вокруг корней растений.
Группа исследователей из нескольких институтов разработала и продемонстрировала новый подход для характеристики распределения изотопов углерода в тканях растений, ризосфере и почве. Они начали с воздействия 13CO2 на растения свитчграсса в лабораторных условиях.
Используя 13C-меченый индикатор, они избирательно отслеживали продукты фотосинтеза по мере их переноса по сосудистым тканям растений и выделения в ризосферу. Затем, применяя лазерную абляцию в Лаборатории наук об окружающей среде (Environmental Molecular Sciences Laboratory, пользовательский объект Управления науки Министерства энергетики США), они проводили сканирование образца, непрерывно аблятируя материал и сжигая полученные продукты.
Полученный из образца CO2 пропускали через волокно для капиллярной абсорбционной спектроскопии (capillary absorption spectroscopy, CAS). Тщательная балансировка силы вакуума позволила оптимизировать время нахождения образца в волокне для достижения необходимой точности измерений до его выхода.
Улучшенная плотность отбора проб в новом подходе стала возможной благодаря использованию CAS-изотопного детектора. Повышенная чувствительность измерений CAS по сравнению с традиционной масс-спектрометрией изотопных отношений была ключевой для проведения непрерывного анализа без необходимости криогенного улавливания CO2, полученного из образца.
Этот подход позволяет избежать значительной временной задержки и тем самым увеличивает детальность данных по стабильным изотопам для лучшего решения вопросов круговорота углерода в тканях растений, ризосфере и почве.
Результаты опубликованы в журнале Soil Biology and Biochemistry.