Почвенные микробы как "сито" для питательных веществ в ходе сукцессии леса
В ходе сукцессии (смены стадий развития) леса доступность питательных веществ в почве демонстрирует вертикальную стратификацию по горизонтам. Учёные предполагают, что микробиомы играют ключевую роль в распределении разлагающегося органического вещества между верхним органическим слоем и нижележащими горизонтами в лесных экосистемах.
Чтобы проверить эту идею, Бай Чжэнь из Института прикладной экологии Китайской академии наук и его коллеги исследовали содержание углерода (C) и азота (N), активность внеклеточных ферментов и параметры микробных сообществ (специализацию, обилие и разнообразие) в разных почвенных горизонтах вдоль градиента сукцессии в умеренном лесу.
Ключевые результаты:
Верхний органический слой (O-горизонт): На ранней стадии сукцессии он характеризовался высоким качеством субстрата, высокой активностью ферментов, а также высоким разнообразием микробов с эксплуататорскими чертами (способность мобилизовать легкодоступные питательные вещества). Однако по мере развития леса эти копиотрофные стратегии терялись: наблюдалось возрастное увеличение соотношения C/N, но снижение содержания азота, активности ферментов и микробного богатства.
Нижележащие горизонты (подпочва): Качество субстрата, активность ферментов и микробное богатство здесь были либо минимальны на средней стадии сукцессии, либо демонстрировали тенденцию к росту между средней и поздней стадиями.
Динамика азота: Содержание азота с возрастом леса снижалось в верхнем органическом слое. В верхней части подпочвы оно почти не менялось, а в нижней части подпочвы — значительно увеличивалось по стадиям сукцессии.
Вывод: Результаты раскрывают процесс "просеивания сверху вниз". Вертикальная дифференциация доступности питательных веществ сначала зависит от предпочтений микробного сообщества в органическом слое, а затем определяется адаптацией микробов к соответствующему переносу продуктов разложения в подпочвенные горизонты.
Исследование опубликовано в журнале Catena под названием "Soil depth-dependent C/N stoichiometry and fungal and bacterial communities along a temperate forest succession gradient".