Микоризные грибы и почвенное хранилище углерода


Хранение углерода в почве является важной функцией наземных экосистем. Почва содержит больше углерода, чем растения и атмосфера вместе взятые.[1] Понимание того, что поддерживает накопление углерода в почве, важно для понимания текущего распределения углерода на Земле и того, как оно будет реагировать на изменения окружающей среды. Несмотря на то, что было проведено много исследований о том, как растения, свободноживущие микробные разложители и минералы почвы влияют на этот запас углерода, в последнее время выясняется, что микоризные грибы - симбиотические грибы, которые связаны с корнями почти всех живых растений - также могут играть важную роль в поддержании этого пула. Измерения распределения углерода растений микоризными грибами оцениваются в 5—20 % от общего поглощения углерода растениями,[2][3] а в некоторых экосистемах биомасса грибов микоризы может быть сопоставима с биомассой тонких корней.[4] Недавние исследования показали, что микоризные грибы содержат от 50 до 70 процентов общего углерода, хранящегося в опавших листьях и почве на лесных островах Швеции.[5] Считается, что оборот микоризной биомассы в пул углерода в почве происходит быстро[6] и в некоторых экосистемах было показано, что он является основным путем, по которому живой углерод попадает в пул углерода в почве.[7]

Ниже приводятся основные данные о том, как различные аспекты микоризных грибов могут изменять разложение и хранение углерода в почве. Доказательства представлены для грибов арбускулярной и эктомикоризной по отдельности, так как они филогенетически различны и часто функционируют по-разному.

Исходя из величины вклада микоризных грибов в пул углерода в почве, некоторые предположили, что изменение в пересчете биомассы микоризы может иметь важное значение для прогнозирования накопления углерода в почве, так как это повлияет на скорость, с которой вклад микоризных грибов в углерод почвы возвращается в атмосферу.[8] Было обнаружено, что сложный гломалин, продуцируемый только грибами арбускулярной микоризы, накапливается в некоторых почвах и может составлять существенную долю углеродного пула почвы в этих экосистемах.[9] Однако недавняя серия экспериментов демонстрирует, что присутствие грибов арбускулярной микоризы приводит к чистым потерям углерода в почве,[10] ставя под сомнение роль гломалина, продуцируемого грибами арбускулярной микоризы, что приводит к увеличению накопления углерода в почве.[11] Протеомная работа показала, что большинство белков, выделенных при экстракции гломалина, не имеют микоризного происхождения, и, следовательно, вклад этой молекулы в хранение углерода в почве, вероятно, был переоценен.[12]