Скорость разложения живых и отмирающих корней растений практически не отличается, что может упростить методику исследований почвенных процессов. К такому выводу пришла группа ученых из Университета Южной Богемии в Чехии. Результаты, опубликованные в журнале Plant and Soil, ставят под сомнение устоявшиеся подходы к изучению углеродного цикла и могут скорректировать климатические модели.
До сих пор экологи сталкивались с методологической проблемой: для экспериментов по разложению надземной части растений традиционно используют опавшие, отмершие листья. Перед тем как сбросить листву, растение забирает из нее питательные вещества, например азот и фосфор, что кардинально меняет ее химический состав и скорость последующего гниения. Однако этот процесс нельзя напрямую наблюдать у корней, отмирающих под землей. Поэтому исследователи использовали разные типы материала: здоровые корни, искусственно доведенные до отмирания или отсортированные вручную образцы из почвы, что вносило неопределенность в сравнительный анализ данных.
Чешские ученые провели эксперимент с четырьмя видами осоки (род Carex). Они сравнивали, как разлагаются здоровые корни и корневища, а также те, что отмерли в результате искусственно вызванной засухи или были собраны в поле и классифицированы как отмирающие по внешнему виду. Выяснилось, что в отличие от листьев, у подземных органов осоки не происходит значительных химических изменений перед отмиранием. Скорость их разложения оказалась сопоставимой со скоростью разложения здоровых тканей.
Это означает, что для оценки скорости разложения корней этих видов можно использовать здоровый материал, который гораздо легче получить. Однако исследование выявило важные нюансы. Когда засуха затрагивала только часть корневой системы, отмирающие корни разлагались даже быстрее здоровых и содержали больше питательных веществ. Вероятно, растение «бросает» поврежденный участок, не забирая из него ресурсы. В то же время собранные в поле отмирающие корни, наоборот, разлагались медленнее всех – возможно, потому что это были более старые органы, уже истощенные естественным образом.
Анализ также показал, что ключевым фактором, который определяет скорость разложения, выступает не соотношение углерода и азота, как часто считается, а содержание калия. Разложение подземных частей растений – один из главных процессов, который влияет на накопление органического вещества в почве и круговорот питательных элементов. Данные о его скорости напрямую используют в моделях, прогнозирующих накопление углерода в почвах и реакцию экосистем на изменение климата. Новое исследование помогает снизить неопределенность в этих расчетах, хотя авторы подчеркивают, что выводы пока касаются только изученных видов и требуют проверки в полевых условиях.