Новый метод для количественной оценки разложения ризодепозитов

Ризодепозиция лабильного органического углерода — один из главных путей, связывающих надземные и подземные биотические сообщества и влияющих на круговорот углерода в почве. Это также стратегический физиологический процесс, помогающий растениям справляться со стрессом (например, дефицитом питательных веществ или засухой) через взаимодействие с микробами. Однако разделение дыхания корней и разложения углерода ризодепозитов в интактных системах «растение–почва» до сих пор не было достигнуто из-за методологических ограничений.

Лаборатория профессора Цзян Юна из Института прикладной экологии Китайской академии наук (CAS) применила новый подход для разделения почвенного дыхания на три компонента:

• дыхание корней,
• разложение углерода ризодепозитов,
• разложение почвенного органического углерода (SOC).

Исследователи провели импульсную метку ¹³C интактных растительно-почвенных колонок и одновременно измерили значения δ¹³C для отдельных компонентов почвенного дыхания. Затем с помощью двухкомпонентных изотопных моделей смешения последовательно выделили дыхание корней, а затем разложение углерода ризодепозитов из общих скоростей почвенного дыхания в горшках с растениями.

Было обнаружено, что кумулятивное разложение углерода ризодепозитов и дыхание корней составляли 7–31% и 52–76% от кумулятивного почвенного дыхания соответственно.

«Кумулятивное разложение углерода ризодепозитов было сопоставимо по величине с кумулятивным разложением SOC. Это указывает, что разложение ризодепозитов — фундаментальный процесс, которым нельзя пренебрегать в исследованиях наземного цикла углерода», — отметил профессор Цзян.

Результаты работы под названием «A novel ¹³C pulse-labeling method to quantify the contribution of rhizodeposits to soil respiration in a grassland exposed to drought and nitrogen addition» опубликованы онлайн в журнале New Phytologist как статья о методе.

Исследование поддержано Австралийским исследовательским советом, Национальным фондом естественных наук Китая и Ассоциацией содействия инновациям молодежи CAS.