Исследователи обнаружили неожиданное и контр-интуитивное влияние корневых экссудатов на накопление углерода в почве

В новом исследовании, опубликованном в Nature Geoscience, ученые из Департамента организменной и эволюционной биологии Гарвардского университета изучили влияние корневых экссудатов на накопление почвенного углерода и получили неожиданные результаты. Корневые экссудаты — это органические соединения углерода (такие как простые сахара, органические кислоты и аминокислоты), выделяемые живыми корнями растений в почву. Они могут напрямую связываться с минералами почвы, влияя на формирование и потерю почвенного углерода.

Исследователи собрали образцы почвы в Гарвардском лесу (Массачусетс) и в лабораторных условиях с помощью «искусственных корней» вводили в них три различных «коктейля» экссудатов с меченым углеродом-13. Эксперимент длился 30 дней. Ключевым открытием стал эффект прайминга: при более высокой скорости экссудации увеличение поступления нового углерода в минерал-ассоциированное органическое вещество (МАОМ, долгоживущий пул почвенного углерода) компенсировалось усиленным разложением старого углерода, и чистое накопление МАОМ не происходило. При более низкой скорости экссудации наблюдалось чистое накопление углерода в МАОМ.

«Казалось бы, чем больше углерода мы вносим в почву через экссудацию, тем больше его будет накапливаться. На деле же увеличение образования МАОМ балансируется его повышенной потерей», — пояснил старший автор работы профессор Бентон Н. Тейлор. Также выяснилось, что разные соединения по-разному влияют на углеродный цикл: глюкоза (простой сахар) вызывала высокий оборот МАОМ без чистого накопления, а органические и аминокислоты, напротив, приводили к его чистому накоплению.

Полученные данные свидетельствуют, что прогнозируемое в условиях глобальных изменений увеличение скорости корневой экссудации и сдвиг в сторону простых сахаров могут снизить способность почв накапливать углерод.