Planten wijzen grote hoeveelheden fotosynthetische koolstofmetabolieten toe aan wortels en bodem en vertrouwen daardoor op de wortel-bodem-microbe-interacties om bodemvoedingsstoffen zoals stikstof (N) en fosfor (P) te verwerven voor bovengrondse groei.

Studies hebben aangetoond dat de koolstofinput van planten voor de opname van voedingsstoffen varieert tussen N-fixerende en niet-N-fixerende planten en tussen arbusculaire en ectomycorrhiza-planten, en het proces kan worden beïnvloed door de beschikbaarheid van voedingsstoffen in de bodem. Kwantitatieve gegevens over de wisselwerking tussen koolstofinput en nutriëntenverwerving op het grensvlak tussen wortel en bodem zijn echter nog schaars.

Prof. Wang Peng en assistent-onderzoeker Lu Jiayu van het Instituut voor Toegepaste Ecologie (IAE) van de Chinese Academie van Wetenschappen, samen met onderzoekers van Dr. Feike A. Dijkstra's Team van de Universiteit van Sydney, Australië, hebben onlangs de ondergrondse koolstoftoewijzing gekwantificeerd voor het ondersteunen van wortelfuncties en de koolstofefficiëntie voor nutriëntenverwerving (CENA), die verwijst naar de hoeveelheid stikstof- of fosfornutriënten die kan worden verkregen per eenheid ondergrondse koolstof (C) input.

Stabiele ¹³ . gebruiken C en ¹⁵ N isotopentracers, ze kwantificeerden de totale ondergrondse koolstofinput, opname van nutriënten en CENA in raaigras (Lolium perenne) en witte klaver (Trifolium repens) met en zonder aanvullende fosformeststoffen die in de bodem werden aangebracht.

De onderzoeker ontdekte dat voor beide soorten bijna de helft van de ondergrondse koolstofinvoer werd toegewezen aan rhizosfeerademhaling, terwijl 37% en 14% van de koolstofinvoer werd gebruikt voor respectievelijk wortelgroei en wortelwortelafzetting (bijv. Wortelsecretie en omzet). Vergeleken met het verkrijgen van voedingsstoffen uit de bodem, kan de peulvrucht (d.w.z. Trifolium repens), door biologische stikstoffixatie en een sterker rizosfeer-priming-effect, stikstof en fosfor opnemen met een lagere koolstofinput.

Bovendien verhoogde de toepassing van fosforbemesting de CENA van planten voor het verkrijgen van fosfor, maar verlaagde de CENA van planten om stikstof te verwerven.

De onderzoekers pleiten voor een beter begrip van de ondergrondse koolstoftoewijzing en de efficiëntie ervan voor stikstof- en fosforverwerving om de voorspellingen van wereldwijde koolstofcyclusmodellen te verbeteren en landbouwbeheerpraktijken te helpen de opbrengst en de efficiëntie van het kunstmestgebruik te verhogen.

De studie is gepubliceerd in Frontiers in Plant Science . + Verder verkennen

Dual-labeling-techniek om de bijdrage van de hertoewijzing van wortelvoeding aan de hergroei van planten na ontbladering te kwantificeren