Ученые из Института прикладной экологии Китайской академии наук выяснили, что почвенные микроорганизмы по-разному реагируют на рост поступления азота в зависимости от размера почвенных агрегатов. Результаты исследования опубликованы в журнале Catena.
Работа показала, что увеличение азотных осадков, вызванное сжиганием ископаемого топлива и сельскохозяйственной деятельностью, заметно влияет на баланс углерода и азота в почвах. Эти изменения затрагивают микробные сообщества, которые играют ключевую роль в разложении органического вещества и круговороте питательных элементов в экосистемах лугов.
В центре внимания исследователей оказались показатели эффективности использования углерода (CUE) и азота (NUE), отражающие, какая доля поглощенных элементов идет на рост микроорганизмов. Однако ранее оставалось неясным, одинаково ли реагируют микробы в разных почвенных структурах на избыток азота.
Совместно с коллегами из Yangzhou University и Hebei University ученые проанализировали образцы почв из долгосрочного эксперимента на станции экосистемы лесостепи Эргуна.
Результаты показали, что микробные сообщества в разных по размеру агрегатах выбирают противоположные стратегии адаптации. В крупных агрегатах, содержащих более свежее органическое вещество, микроорганизмы сталкивались с дефицитом углерода и повышали эффективность его использования, одновременно снижая эффективность использования азота. Такой подход позволял сохранять стабильное соотношение элементов в биомассе — явление, известное как стехиометрический гомеостаз.
В микроагрегатах, напротив, микробы не поддерживали жесткий химический баланс. Вместо этого они адаптировались к избытку азота за счет изменения состава сообществ и накопления излишков азота в собственной биомассе.
Отдельно отмечается, что микроорганизмы в микроагрегатах в целом демонстрировали более высокую эффективность использования субстрата, что указывает на их долгосрочную адаптацию к условиям ограниченного питания.
Ученые пришли к выводу, что реакция почвенной микрофлоры на азотное обогащение напрямую зависит от физической структуры почвы. Эти различия могут существенно влиять на перераспределение углерода и азота в наземных экосистемах и процессы глобального биогеохимического цикла.
