Взаимна ли любовь сия?

Клевер фиксирует атмосферный азот, в результате чего растения, произрастающие поблизости, получают пользу. Но разве клевер не получает ничего от своих соседей взамен?

Исследование, недавно опубликованное в PLoS ONE, показывает, как взаимодействие азотфиксирующих растений и их соседей увеличивает прирост биомассы и улучшает качество травяной смеси. Исследования команды ученых из Университета Вагенинген и их коллег из Великобритании показали: как уровень органических веществ и азота, так и кормовая ценность были выше в растительных смесях.

Голландско-английская команда включает исследователей из Университета Вагенинген, Ланкастерского университета и Центра экологии и гидрологии в Ланкастере. Ученые пришли к выводу, что растения клевера и трав других видов производят больше биомассы, обладающих более высокими качествами, если произрастают близко друг к другу, вместо того, чтобы быть окруженными растениями одного вида.

У видов клевера существует симбиоз с клубеньковыми бактериями, которые фиксируют азот из воздуха и перерабатывают его в доступную для растений форму. Соседство с азотфиксирующими растениями приносит другим растениям выгоду, поскольку азот клевера выделяется в почву в результате утечки из корней и разрушения мертвых остатков. Эта «любовь» клевера к другим растениям была известна в течение долгого времени, но было непонятно, взаимна она или нет?

Исследователи из Университета Вагенинген и Ланкастер показали, что существует несомненная выгода отношений между растениями, которые фиксируют азот и теми, которые этого не делают. В результате взаимоотношений эти виды растений вносят совместный вклад в рост доходов от разнотравья по сравнению с монокультурами.

Указанное исследование показало, что белому клеверу, в частности, удается быстро транспортировать органические вещества, которые он создавал в течение дня, в подземные части растения, но только если клевер рос в компании других видов растений. Транспорт органических веществ происходил в этом случае в три раза быстрее.

Кроме того, стало видно, что растительные сообщества тратят меньше органических веществ на дыхание и жизненные процессы, если их видовой состав разнообразен, по сравнению с тем, когда растения выращивают в монокультуре. Виды растений, углеродный транспорт которых можно было ускорить на короткий срок, в смешанном сообществе производят больше биомассы весь сезон.

Получение дополнительных органических веществ в смешанном сообществе происходило не в ущерб качеству биомассы. Содержание азота во всех неазотфиксирующих растениях здесь оказалась значительно выше, в то время как уровень этого вещества оставался в клевере неизменным. Это было выражено в соотношении углерод/азот, которое в смешанном сообществе изменилось у неазотфиксирующих растений с 28 до 22. В результате больше азота на единицу углерода приходится в заготовках от смешанных культур, чем от монокультур.

Необходимы дальнейшие исследования, чтобы понять, как управлять основными процессами, но уже есть признаки того, что клубеньковые бактерии и микориза здесь играют важную роль. Следующий этап работы – провести подобный эксперимент с микоризными растениями. Грибы, образующие микоризу, живут в корнях растений и вокруг них, и косвенно помогают стимулировать транспорт углерода и питательных веществ в их растениях-хозяевах.

©

Источник: ScienceDaily