Команда, возглавляемая Шеффилдским университетом и Смитсоновским институтом тропических исследований, опубликовала свои выводы в журнале PNAS, которые дают новое понимание роли азотфиксирующих деревьев в сохранении функции тропических лесов в биосфере.
Полученные данные могут также помочь информировать практиков и лиц, определяющих политику, о том, как лучше всего подойти к лесовосстановлению на деградированных землях, и помочь в достижении целей по смягчению последствий изменения климата.
Исследователи обнаружили, как азотфиксирующие бобовые деревья преодолевают ограничения роста на древних, бедных питательными веществами тропических почвах, ускоряя процессы выветривания, высвобождая жизненно важные питательные вещества для себя и окружающих деревьев в лесу.
Деревья способны ускорять процессы выветривания минералов, локально подкисляя почву и регулируя соотношение углерода и азота в почве, что в конечном итоге меняет микробное сообщество.
Это изменение в почвенных микробах улучшает доступ к питательным веществам и способствует развитию бактерий, расщепляющих железо, высвобождая связанные с ним минералы, необходимые для роста деревьев.
Бобовые деревья также особенно важны в процессе восстановления лесов, потому что они способны доставлять в почву свежий азот, который расщепляется бактериями и утилизируется бобовым деревом и деревьями вокруг него.
Д-р Димитат Эпихов, ведущий автор исследования Центра по смягчению последствий изменения климата в Леверхалме при Университете Шеффилда, сказал: «Наши исследования показывают, что бобовые деревья не только обеспечивают ценный азот посредством симбиоза с бактериями, живущими в их корнях, но и взаимодействуют со свободными – живые почвенные бактерии, способствующие химическому высвобождению питательных веществ.
«Мы обнаружили изобилие новой группы кислотолюбивых бактерий, которые играют ключевую роль в освобождении минералов, содержащихся в минералах железа, под деревьями бобовых культур, и что эти преимущества передаются соседним деревьям."
Профессор Дэвид Бирлинг, директор Центра по смягчению последствий изменения климата в Леверхалме при Университете Шеффилда, сказал: «Используя передовые методы геномного секвенирования, мы решили давнюю загадку того, насколько быстро растущие деревья получают достаточное количество питательных веществ для поддержки своего роста из бедных питательными веществами почв.
"Оказывается, ответ заключается в использовании специализированных консорциумов почвенных микробов, метаболизм которых позволяет им эффективно расщеплять горные породы и извлекать содержащиеся в них питательные вещества."
Исследование проводилось в молодых отрастающих лесах в рамках проекта Agua Salud в Панаме под руководством Смитсоновского института тропических исследований.