Глобальный анализ почвы показал, что у 20% изученных растений есть неожиданная вторая пара корней, залегающая на глубине более метра.
автор: Оливия Феррари
Возможно, наши представления о корнях растений и деревьев были несколько поверхностными. Новое исследование показало, что у многих растений есть скрытая вторая пара корней, которые уходят гораздо глубже в почву.
Согласно новому исследованию, опубликованному 17 июня в журнале Nature Communications, этот второй слой корней уходит вглубь более чем на 3 фута (1 метр) и позволяет растению получать питательные вещества из более глубоких слоев почвы. Полученные данные свидетельствуют о том, что растения могут транспортировать и накапливать углерод глубже в почве, чем предполагалось. Это может помочь ученым разработать долгосрочные методы подземного хранения углерода для смягчения последствий изменения климата.
Чтобы проанализировать эти более глубокие корневые системы в больших масштабах, исследователи использовали базу данных с образцами почвы, собранными на глубине более 6 футов (1,8 м) от поверхности. На основе этих данных они определили структуру корней и состав почвы на 44 участках. Эти участки расположены в различных климатических зонах и экосистемах по всему миру — от тундры Аляски до тропических лесов Пуэрто-Рико. Результаты показали, что примерно на 20% участков по всему миру корни достигали максимальной массы дважды по глубине залегания. Это означает, что у этих растений была вторая, более глубокая система корней — явление, которое исследователи называют «бимодальностью».
«Мы были очень удивлены тем, как часто встречаются бимодальные структуры», — сообщил Live Science в электронном письме ведущий автор исследования Минчжэнь Лу — эколог из Нью-Йоркского университета. По словам Лу, долгое время ученые считали, что чем глубже в землю, тем меньше у растений корней.
Второй слой корней обычно достигает почв, богатых питательными веществами, такими как азот, что позволяет растениям использовать эти ресурсы из глубоких слоев почвы. По словам Лу, растения получают большую часть питательных веществ из поверхностного слоя почвы, например с осадками или опавшими листьями. Но более глубокий, вторичный способ получения питательных веществ может увеличить их количество, доступное растениям, если их недостаточно на поверхности. Поскольку такие корни были только у одного из пяти растений, это может свидетельствовать об оппортунистической реакции в определенных условиях, например при более сухом или менее стабильном уровне воды в поверхностном слое почвы. «Это скорее выбор, — объясняет Лу. — При достаточной мотивации… растения будут проникать глубже и использовать эти подземные ресурсы». По словам исследователей, почвоведам нужно копнуть глубже, чтобы понять, что на самом деле происходит под землей. «Проб на глубине 10 сантиметров [4 дюйма] или 30 сантиметров [12 дюймов] просто недостаточно, — говорит Лу. — Мы просто упускаем слишком многое из того, что на самом деле происходит в почве».
Идея о том, что у растений более глубокие корни, не нова, сообщил Live Science в электронном письме Ален Пьерре, почвовед из Французского национального исследовательского института устойчивого развития, не принимавший участия в новом исследовании. Традиционная теория о том, что чем глубже корни уходят в землю, тем они тоньше, ранее подвергалась сомнению, а феномен глубокого укоренения изучался, но недостаточно подробно, добавил Пьерре.
«Новым и примечательным является наличие специальной сети полевых станций, используемых для наблюдения за относительно глубокими корневыми системами в различных биомах», — сказал Пьерре. Он добавил, что для полного понимания того, что происходит в этих глубоко залегающих корневых системах, необходимы дополнительные исследования, и что эти системы, вероятно, не только бимодальные, но и мультимодальные, с еще большим количеством корней, уходящих глубже в землю, чем на глубину, которой было посвящено новое исследование.
По мнению исследователей, полученные данные также свидетельствуют о том, что ученые недооценили потенциал накопления углерода в почве. Почва может удерживать больше углерода, чем атмосфера, поэтому некоторые меры по смягчению последствий изменения климата направлены на выращивание культур, которые поглощают углерод из воздуха и накапливают его в корнях и почве. «Наш текущий бюджет углерода на Земле [скорее всего] неверен, что может иметь серьезные последствия для стратегий и политики по смягчению последствий изменения климата», — сказал Пьерре. Исследовательская группа сейчас изучает, как эти результаты влияют на накопление углерода. «Хорошая новость заключается в том, что растения, возможно, уже естественным образом смягчают последствия изменения климата более активно, чем мы предполагали, — сказал Лу в заявлении. — Нам просто нужно копнуть глубже, чтобы полностью понять их потенциал».