Schematisk ram som visar hur underjordisk C-effektivitet för N-förvärv (CENAN ) (A) och för P-förvärv (CENAP ) (B) varierar med markens P-tillgänglighet för klöver och rajgräs. Bruna pilar, kolflöden; röda pilar, kväveflöden; och blå pilar, fosfor flödar. Tjocklek på pilar indikerar den relativa betydelsen av C-, N- och P-flöden, medan skillnader i tjocklek mellan kol- och näringsflöden indikerar CENA (dvs relativt tjocka kolpilar jämfört med näringspilar indikerar ett lågt CENA och vice versa). BNF, biologisk N2 fixering; RPE, rhizosphere priming effect. Svarta pilar och cirklar bredvid CENAN , CENAP , BNF, RPE, tillgängligt N och tillgängligt P indikerar effekten av P-befruktning (uppåtpil, positiv; nedåtpil, negativ; cirkel och ingen effekt). För klöver, CENAN minskar med P-befruktning eftersom den negativa effekten av P-befruktning på N-tillgänglighet överväger den positiva effekten på BNF. Kredit:Frontiers in Plant Science (2022). DOI:10.3389/fpls.2022.927435
Växter allokerar stora mängder fotosyntetiska kolmetaboliter till rötter och jord och förlitar sig därmed på rot-jord-mikrob-interaktionerna för att förvärva marknäringsämnen som kväve (N) och fosfor (P) för tillväxt ovanjord.
Studier har visat att växternas koltillförsel för näringsupptagning varierar mellan N-fixerande och icke-N-fixerande växter och mellan arbuskulära och ektomykorrhizala växter, och processen kan påverkas av markens tillgång på näringsämnen. Kvantitativa data om avvägningen mellan koltillförsel och näringsupptagning vid rot-jord-gränsytan är dock fortfarande knapphändig.
Prof. Wang Peng och assisterande forskare Lu Jiayu från Institute of Applied Ecology (IAE) vid den kinesiska vetenskapsakademin, tillsammans med forskare från Dr. Feike A. Dijkstras team vid University of Sydney, Australien, kvantifierade nyligen koltilldelningen under jord för att stödja rotfunktioner och koleffektiviteten för näringsinsamling (CENA) som hänvisar till mängden kväve eller fosfornäring som kan erhållas per enhet underjordiskt kol (C) tillfört.
Använder stabil 13 C och 15 N-isotopspårare, kvantifierade de totala växternas underjordiska koltillförsel, näringsupptag och CENA i rajgräs (Lolium perenne) och vitklöver (Trifolium repens) med och utan ytterligare fosforgödselmedel applicerat på jorden.
Forskaren fann att nästan hälften av den underjordiska koltillförseln för båda arterna allokerades till rhizosfärens andning, medan 37 % och 14 % av koltillförseln användes för rottillväxt och rot rhizodeposition (t.ex. rotutsöndring och omsättning), respektive. Jämfört med att erhålla näringsämnen från jord, kan baljväxten (dvs. Trifolium repens), genom biologisk kvävefixering och starkare rhizosfärens primingeffekt, få kväve och fosfor med lägre koltillförsel.
Dessutom ökade användningen av fosforgödselmedel CENA för växter för att erhålla fosfor, men minskade CENA för växter för att förvärva kväve.
Forskarna efterlyser en bättre förståelse av underjordisk koltilldelning och dess effektivitet för kväve- och fosforuppsamling för att förbättra globala kolcyklingsmodeller och hjälpa jordbruksförvaltningsmetoder att öka avkastningen och effektiviteten i gödselmedelsanvändningen.
Studien publicerades i Frontiers in Plant Science . + Utforska vidare
