沈阳生态所在植物光合碳的根际分配策略方面取得进展

  植物光合碳的根际分配策略与植物养分获取紧密关联,光合碳的根际分配一方面可用于维持植物与菌根真菌的共生,以实现碳与养分之间的“交易”;另一方面可形成根际沉积碳,以激发土壤有机质分解及养分释放。然而在有限的光合碳投入情况下,以上两个过程间是否存在权衡关系,及其如何受氮、水有效性的调控尚不明确。 

  中国科学院沈阳应用生态研究所土壤化学组研究团队与澳大利亚悉尼大学Feike A. Dijkstra副教授等合作,利用13C-CO2脉冲标记方法,量化了植物光合碳的地下分配策略及其对干旱、氮添加的响应特征。研究发现,干旱降低了根系与土壤中光合碳分配的绝对量,而相对量在土壤中增加、在根系中减少,表明相对较多的光合碳转化为根际沉积碳。氮添加逆转了干旱效应,使光合碳分配的相对量在土壤中减少、在根系中增加,同时伴随根生物量及根尖数量的增加,表明在富氮情境下光合碳多被投资于根系性状的调整(见下图)。此外,菌根侵染率与根际沉积碳分解速率呈负相关关系,而与根系中光合碳分配的绝对量、根系呼吸速率呈正相关,一定程度上表明光合碳分配在维持菌根共生与形成根际沉积碳间存在权衡关系。 

  以上成果以Carbon allocation to the rhizosphere is affected by drought and nitrogen addition为题近期在线发表于Journal of Ecology。沈阳生态所土壤化学组王汝振副研究员为论文第一作者,姜勇研究员为通讯作者;该研究得到了Australian Research Council (DP190102262)、国家自然科学基金面上项目(3207156331870441)、中科院青促会人才项目等的资助。
干旱与氮添加影响植物光合碳在根系与土壤中相对分配量示意图
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