Повышенное потепление, озон губительно влияет на корни растений, способствует потере углерода в почве

Два фактора, которые играют ключевую роль в изменении климата – усиление потепления климата и повышенный уровень озона – по-видимому, оказывают пагубное воздействие на корни растений сои, их взаимоотношения с симбиотическими микроорганизмами в почве и способы улавливания углерода растениями.


Результаты, опубликованные в номере журнала от 9 июля. Достижения науки, показывают некоторые изменения в надземных побегах растений, но некоторые печальные результаты под землей, в том числе повышенную неспособность удерживать углерод, который вместо этого выбрасывается в атмосферу в виде парникового газа.

Исследователи из Университета штата Северная Каролина изучили взаимодействие потепления и повышения уровня озона с некоторыми важными подземными организмами – арбускулярными микоризными грибами (AMF), которые способствуют химическим взаимодействиям, удерживающим углерод в земле, предотвращая разложение органического вещества почвы, тем самым останавливая уход углерода из разлагающегося материала.

«Способность связывать углерод очень важна для продуктивности почвы – в дополнение к пагубным последствиям увеличения выбросов парниковых газов, когда этот углерод ускользает», – сказал Шуйджин Ху, профессор патологии растений в штате Северная Каролина и автор статьи.

Присутствуя в корнях примерно 80% растений, произрастающих на суше, AMF имеет беспроигрышные отношения с растениями. AMF забирает углерод из растений и обеспечивает азот и другие полезные питательные вещества в почве, которые необходимы растениям для роста и развития.

В ходе исследования исследователи создали участки соевых бобов с повышенной температурой воздуха примерно на 3 градуса Цельсия, участки с более высоким уровнем озона, участки с более высокими уровнями как потепления, так и озона, а также контрольные участки без каких-либо изменений. Полученные в результате эксперименты показали, что потепление и повышение уровня озона делают корни сои тоньше, поскольку они экономят ресурсы для получения необходимых питательных веществ.

По словам Ху, сорта сои часто чувствительны к озону. Уровни озона были в некоторой степени стабильными или даже снижались в некоторых частях Соединенных Штатов за последнее десятилетие, но резко выросли в областях с быстрой индустриализацией, таких как, например, Индия и Китай.

«Озон и потепление оказались очень тяжелыми для многих культур – не только для сои – и для многих трав и древесных пород», – сказал Ху. Озон и потепление ослабляют растения. Растения стараются максимально увеличить усвоение питательных веществ, поэтому их корни становятся тоньше и длиннее, поскольку им необходимо использовать достаточный объем почвы в качестве ресурсов. Эта слабость приводит к снижению AMF и более быстрому развитию корневых и грибковых гиф оборот, который стимулирует разложение и затрудняет связывание углерода. Эти каскадные явления могут иметь серьезные последствия под землей, хотя в некоторых случаях ростки растений кажутся нормальными ».

Ху сказал, что он был удивлен тем, что ростки растений не сильно пострадали от потепления и озона; биомасса листьев растений как на контрольных, так и на опытных участках была примерно одинаковой.