Наводнения не обеспечивали азотом первые посевы на холодном севере

Наводнения не делали поймы плодородными на заре земледелия в высоких широтах Земли, потому что воды были практически лишены азота, в отличие от других изученных регионов мира. Вместо этого, выносливые викинги и ранние жители России и Канады должны благодарить в основном микроорганизмы, называемые цианобактериями, за обильные травы, привлекавшие дичь для охоты, а затем ставшие кормом для одомашненного скота. Этот процесс продолжается и сегодня в нетронутых поймах региона.

Новые данные удивительны, поскольку долгое время считалось, что азот, критически важный для роста растений, поступал в основном с паводковыми водами каждую весну, отмечает Томас ДеЛука, профессор наук об окружающей среде и лесного хозяйства Вашингтонского университета и ведущий автор статьи в журнале PLOS ONE от 6 ноября 2013 года. Открытие, что цианобактерии в поймах ответственны за азотфиксацию (т.е. извлечение азота из атмосферы и «фиксацию» его в форме, доступной растениям), частично разрешает научный спор о том, как люди собирали там травы сотни лет без удобрений. Это также ставит вопрос, могут ли современные фермеры сократить использование удобрений, задействовав цианобактерии, встречающиеся не только в изученных поймах, но и в почвах по всему миру.

Исследование десяти рек и 71 поймы в северной Фенноскандии (части Скандинавии и Финляндии) показало, что в северных районах бореальной зоны (второго по величине биома Земли) окружающие холмы имеют тонкие, бесплодные почвы. На поймах же высокие скорости фиксации азота происходят в толстых слизистых черных матах цианобактерий, растущих в сезонно затопляемых отложениях и покрывающих корни и стебли ив и осок. «Мы в шутку называем поймы "манграми Севера" из-за почти непроходимых сплетений корней ив», — говорит ДеЛука.

Несмотря на холодные зимы Северной Швеции, цианобактерии там фиксируют азот со скоростями, сопоставимыми с теми, что живут в теплых Флоридских Эверглейдс. Количество азота, поставляемого цианобактериями, составляет, возможно, четверть от того, что фермеры Среднего Запада США вносят в виде промышленных удобрений под зерновые культуры. «Хотя это скромно по сравнению с современным удобрением, наблюдение, что цианобактерии так эффективно поддерживали продуктивность этих бореальных пойменных систем так долго, заставляет задуматься, нельзя ли использовать цианобактерии для поддержания продуктивности сельскохозяйственных систем без больших доз синтетических азотных удобрений», — заключает ученый.