Повышенное потепление и озон оказывают пагубное воздействие на корни растений и способствуют потере почвенного углерода

Два ключевых фактора изменения климата — усиление глобального потепления и повышение уровня озона — оказывают негативное влияние на корневую систему сои, её симбиотические отношения с почвенными микроорганизмами и способность растений связывать углерод. Исследование, опубликованное 9 июля в журнале Science Advances, показывает, что надземная часть растений почти не меняется, но под землей происходят тревожные процессы, включая снижение способности удерживать углерод, который вместо этого высвобождается в атмосферу как парниковый газ.

Ученые из Университета штата Северная Каролина изучили взаимодействие потепления и повышенного уровня озона с арбускулярными микоризными грибами (АМГ). Эти важные подземные организмы, присутствующие в корнях около 80% наземных растений, способствуют химическим взаимодействиям, которые удерживают углерод в почве, предотвращая разложение органического вещества. В эксперименте были созданы участки сои с повышенной температурой воздуха (примерно на 3 °C), с повышенным уровнем озона, с обоими факторами одновременно и контрольные участки. Результаты показали, что потепление и озон делают корни сои тоньше, так как растение перераспределяет ресурсы для добычи питательных веществ.

«Озон и потепление создают сильный стресс для многих сельскохозяйственных культур, не только сои, а также для многих видов трав и деревьев», — поясняет профессор Шуйцзинь Ху, ведущий автор исследования. Слабость растений приводит к сокращению популяции АМГ и ускоренному обновлению корней и грибных гиф, что стимулирует разложение и затрудняет связывание углерода. Эти каскадные события могут иметь серьезные последствия под землей, даже если надземная часть выглядит нормально.

Ученые также обнаружили неожиданное изменение в составе сообществ АМГ: при повышенном стрессе уровень вида Glomus, защищающего органический углерод от разложения, снизился, а вид Paraglomus, более эффективный в поглощении питательных веществ, увеличился. В планах исследователей — продолжить изучение систем связывания углерода в почве и других выбросов парниковых газов, таких как закись азота (N₂O).