Исследователи раскрывают потенциальный механизм усвоения фосфора субтропическими лесами

Ученые из Южно-Китайского ботанического сада Китайской академии наук раскрыли потенциальный механизм усвоения фосфора растениями в ходе сукцессии субтропических лесов, согласно исследованию, недавно опубликованному в журнале Soil Biology and Biochemistry. Исследователи сообщают, что вовлеченность микоризных грибов и фосфатаз в ризосфере улучшает питание растений в процессе сукцессии.

Доступность фосфора является лимитирующим фактором роста растений в тропических и субтропических регионах, однако многие леса там поддерживают высокую продуктивность и биоразнообразие. Это создает парадокс между фосфорным лимитом и огромной продуктивностью.

Ученые собрали образцы листьев и ризосферной почвы доминирующих видов деревьев на ранней, средней и поздней стадиях сукцессии, чтобы количественно определить концентрацию фосфора, микробную биомассу фосфора, химически экстрагируемые формы фосфора, активность кислой фосфатазы, а также биомассу арбускулярной микоризы (AMF) и эктомикоризных грибов.

Было установлено, что по мере сукцессии леса потребность растений в фосфоре возрастает, а у микробов — снижается. В ризосфере доля окклюдированного фосфора уменьшалась, а органического — увеличивалась. Снижение доли окклюдированного фосфора отрицательно коррелировало с увеличением биомассы AMF, тогда как увеличение органического и умеренно лабильного фосфора положительно коррелировало с биомассой AMF, но отрицательно — с активностью кислой фосфатазы.

Исследователи предложили механизм на уровне вида, согласно которому процессы AMF увеличивают трансформацию окклюдированного фосфора в лабильные и умеренно лабильные органические формы. Затем активность кислой фосфатазы преобразует гидролизуемый органический фосфор в неорганический. Это удовлетворяет растущую потребность растений в фосфоре в ходе сукцессии.

Кроме того, более раннее исследование этой же группы на уровне пробной площади показало альтернативный механизм: почвенные микробные и химические процессы тесно взаимодействуют, поддерживая более высокую долю потенциально лабильного фосфора. Это особенно выражено в старовозрастном лесу на поздней стадии сукцессии, что указывает на более активный и эффективный цикл фосфора.

«Эти результаты помогают раскрыть загадку того, как тропические и субтропические леса развивались в условиях лимита фосфора и поддерживали высокий уровень продуктивности и биоразнообразия. Будущие исследования стратегий и механизмов, позволяющих лесным растениям преодолевать низкую доступность фосфора, возможно, не менее или даже более важны, чем сам фосфорный лимит», — отметил ведущий автор исследования ВЭНЬ Дачжи.