Forskere afslører potentielle mekanismer for fosforoptagelse af subtropiske skove

Forskere fra den sydkinesiske botaniske have under det kinesiske videnskabsakademi har afsløret en potentiel mekanisme for fosforoptagelse af planter under succession af subtropiske skove, ifølge en undersøgelse for nylig offentliggjort i Jordens biologi og biokemi .

Forskerne rapporterede, at mykorrhizasvampe og fosfatase involvering i rhizosfæren forbedrer planteernæring under subtropisk skovfølge.

Fosfor tilgængelighed er en begrænsende faktor for plantevækst i tropiske og subtropiske områder, men mange tropiske og subtropiske skove opretholder høje niveauer af produktivitet og biodiversitet under fosfor-begrænsede forhold, hvilket synes at være et paradoks mellem fosforbegrænsning og enorm produktivitet.

Før denne undersøgelse, de har fundet ud af, at nøglerollerne af fastfase ustabilt/labilt uorganisk fosfor og moderat labilt organisk fosfor i stedet for det traditionelt kendte vandopløselige fosfor i jordens fosforomdannelse og fosforforsyning.

De løste dette ved tidligt at indsamle blad- og rhizosfære-jordprøver af de dominerende træarter, midterste og sene successionsstadier og kvantificering af fosforkoncentration, mikrobiel biomasse fosfor, kemisk ekstraheret fosfor, sur fosfatase aktivitet, biomasse af arbuskulære mykorrhizale svampe (AMF) og ectomycorrhizale svampe.

Ifølge forskerne, planter er mere fosfor begrænsede, mens mikrober er mindre fosforbegrænsede under skovfølge.

Okkluderet fosfor faldt, mens organisk fosfor i rhizosfæren steg med skovfølge. Faldet i andelen af ​​okkluderet fosfor i rhizosfærens jord var negativt korreleret med stigningen i AMF-biomasse, mens stigningen i organisk fosfor og moderat labilt fosfor var positivt korreleret med stigningen i AMF-biomasse, men negativt korreleret med stigningen i sur phosphatase aktivitet under skov succession.

De foreslog en mekanisme på artsniveau for fosfortilgængelighed i subtropiske successionsskove baseret på AMF-processer, der øger omdannelsen af ​​okkluderet fosfor til labile og moderat labile organiske fosforformer, efterfulgt af sur fosfataseaktivitet, der omdanner det hydrolyserbare organiske fosfor til uorganisk fosfor. Omdannelse af okkluderet fosfor og organiske fosforfraktioner i rhizosfæren til plantetilgængeligt fosfor vil tilfredsstille planternes stigende fosforbehov under skovfølger.

Ud over, deres nylige tidligere undersøgelse på plot-niveau har vist en alternativ mekanisme, at jordens mikrobielle og kemiske processer virker tæt sammen for at opretholde et højere niveau af potentiel labil fosforandel. Dette fænomen er især udtalt i den sene efterfølgende gammelskov, tyder på, at fosforcykling er mere aktiv og effektiv sent end tidlige successionsskove.

"Disse resultater hjælper med at afdække mysteriet om, hvordan tropiske og subtropiske skove udviklede sig under fosfor-begrænsede forhold og opretholdt høje niveauer af produktivitet og biodiversitet. I mellemtiden, fremtidig forskning i strategien og mekanismerne for skovplanter til at overvinde lavt tilgængeligt fosfor, måske er lige så eller endda vigtigere end selve fosforbegrænsningen, fordi virkeligheden er, at i naturen, many forests have thrived millions of years in tropical and subtropical regions which are one of the highest level of productivity and richest species on the planet, " said WEN Dazhi, the lead author of the study.