Согласно новому исследованию, извлекая питательные вещества из коренных пород, красная ольха играет ключевую роль в здоровых лесных экосистемах.
Исследование, опубликованное сегодня в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
Исследователи из Орегонского государственного университета и Геологической службы США определили, что красная ольха благодаря своим симбиотическим отношениям с азотфиксирующими бактериями использует питательные вещества, запертые в коренных породах, такие как кальций и фосфор. Этот процесс ускоряет растворение горных пород, высвобождая больше минеральных питательных веществ, которые позволяют растениям и деревьям расти.
Исследование рассматривает долгосрочные последствия того, как питательные вещества попадают в экосистемы, которые поддерживают их долгосрочный рост и продуктивность и, в конечном итоге, сохраняют углерод, говорит Джули Петт-Ридж, геохимик из Колледжа сельскохозяйственных наук ОГУ. и соавтор исследования.
Исследование также способствует пониманию определенного набора деревьев, которые известны своей способностью естественным образом удобрять леса, превращая атмосферный азот в формы, доступные для других растений. Этот процесс, называемый фиксацией азота, необходим для естественных экосистем.
«Азот в основном поступает из атмосферы, но более 20 других питательных веществ в основном поступают из горных пород», - сказал Петт-Ридж. «Мы установили связь между этими двумя процессами. Азотфиксирующие деревья, которые, как мы знали, были особенными из-за того, как они приносят азот из атмосферы, также обладают уникальной способностью ускорять поступление питательных веществ, полученных из камней."
Ольха красная - листопадное широколиственное дерево, произрастающее в западной части Северной Америки. Он тесно связан с другими видами ольхи во всем мире. Как и все виды ольхи, красная ольха может выделять азот в почву через узелки на корнях.
В каком-то смысле красная ольха «съедает» камни, говорит Стивен Перакис, эколог Геологической службы США и ведущий автор исследования, финансируемого Национальным научным фондом.
«Эти деревья не только могут добавлять азот в экосистемы, они также могут добавлять все другие питательные вещества, которые необходимы лесам для роста и хранения углерода», - сказал Перакис. «Эти знания могут способствовать устойчивости методов ведения лесного хозяйства в управляемых лесах. Фермеры давно поняли, что питательные вещества необходимы для поддержания продуктивности. Эти процессы требуют немного больше времени, чтобы проявить себя в лесах».
Азот является самым важным питательным веществом для жизни растений. Но атмосферный азот бесполезен, если его химическая связь не разрушена бактериями. Некоторые виды деревьев, такие как красная ольха, сформировали симбиотические отношения с азотфиксирующими бактериями. У бактерий есть фермент, который превращает атмосферный азот в аммиак, что способствует росту растений.
В ходе исследования Петт-Ридж и Перакис изучили шесть различных видов деревьев, растущих в государственном лесу Тилламук на побережье Орегона: ель ситхинская, пихта Дугласа, тсуга западная, красный кедр западный, клен крупнолистный и красный ольха.
Они собрали листья, чтобы проанализировать их изотопный состав стронция, который показывает источники питательных веществ в деревьях. Они определили, что листья красной ольхи демонстрируют более сильный отпечаток питательных веществ, полученных из камней, чем другие деревья.