Een bodemwetenschapper van de RUDN University meldt dat de afscheiding van plantenwortels micro-organismen en biochemische processen in padiegronden zoals rijstvelden beïnvloedt. Rijstveldbodems spelen een zeer belangrijke rol in de landbouw van Zuidoost-Azië, omdat ze betrekking hebben op> 160 Mio ha en wordt gebruikt om voedsel te produceren voor een kwart van de wereldbevolking. De resultaten van het onderzoek zijn gepubliceerd in de Europees tijdschrift voor bodembiologie .

Bodemvruchtbaarheid hangt sterk af van de hoeveelheid en kwaliteit van koolstof, de organische stof in de bodem. Zowel kwantiteit als kwaliteit worden gereguleerd door planten die op de grond groeien en de hoeveelheid plantenresten die overblijven na de oogst. Dit bepaalt de hoeveelheid organisch materiaal en, bijgevolg, de bodemvruchtbaarheid, de productiviteit, stabiliteit en kwaliteit van de gewassen. Deze vragen zijn relatief goed bestudeerd voor hooggelegen bodems. Echter, de biochemische processen in rijstvelden zijn onderbelicht. Ze staan ​​elk jaar minstens enkele maanden onder water, en een belangrijke rol spelen in de economie van China en andere Zuidoost-Aziatische landen. De snelheid van koolstofinvoer en -transformatie in padiebodems is anders dan in de onderzochte bodems in Europa en Noord-Amerika.

"Mensen ademen met longen en vissen ademen met kieuwen. Dit is de eenvoudigste analogie die het verschil aantoont tussen hooggelegen en padiebodems. Er zijn maar heel weinig studies gewijd aan de processen die plaatsvinden in padiebodems, " zegt de co-auteur van het artikel Yakov Kuzyakov (RUDN University).

Tijdens de groei, plantenwortels geven organische stoffen af ​​aan de bodem die gemakkelijk toegankelijk zijn voor micro-organismen. Deze wortelafscheidingen worden een substraat of voedsel voor micro-organismen, die, beurtelings, mineraliseren van organische stoffen die vrijkomen door wortels en aanwezig zijn in de bodem, deze organische inputs omzetten in voedingsstoffen, stikstof, fosfor en zwavel, die toegankelijk zijn voor planten. Door microbiële processen, rijstvelden stoten veel methaan uit (CH ₄ ) en lachgas (N ₂ O), bekende broeikasgassen.

Om de effecten te bestuderen die wortelafscheidingen hebben op micro-organismen, wetenschappers uit China, Rusland en Duitsland voegden drie groepen stoffen toe aan de bodem:glucose, oxaalzuur en azijnzuur. Deze worden in aanzienlijke hoeveelheden door de wortels van de meeste planten uitgescheiden. De onderzoekers bestudeerden de afbraaksnelheid voor deze analogen van wortelafscheidingen in hooggelegen en padiegronden, en de manieren waarop deze verbindingen de microbiële activiteiten stimuleren.

De onderzoekers ontdekten dat er meer micro-organismen in padiegronden zitten dan in hooggelegen bodems. Echter, de hoeveelheid van de drie geteste stoffen (analoog aan wortelexudaten) is in beide grondsoorten ongeveer gelijk. Dit betekent dat micro-organismen in de rijstvelden langzamer plantenwortelsecreties gebruiken. Bijgevolg, uit de wortel vrijkomende koolstof blijft langer in padiegronden, en dit beïnvloedt de koolstofaccumulatie op de lange termijn en de bodemvruchtbaarheid. Door de invoer van wortelafscheidingen, de activiteit van micro-organismen en de afbraaksnelheid van organisch materiaal neemt toe. Dit, beurtelings, versnelt de mineralisatie van voedingsstoffen - stikstof, fosfor en zwavel, die beschikbaar komen voor planten.

"Wortels geven niet zomaar organische stoffen af ​​aan de bodem en verliezen deze energierijke verbindingen. Wortels stimuleren de activiteit van micro-organismen, die bijgevolg de planten ten goede komen door meer voedingsstoffen in een toegankelijke vorm te produceren, ' zei Koezjakov.