Cechy roślin i cykl obiegu azotu
Uczestnicy finansowanego przez UE projektu PLABIOF (Linking living plant traits to soil biogeochemical functions in ecosystem patches under different land use regimes using an isotope-based assessment) badali wpływ różnych ekosystemów na obieg azotu oraz mikroorganizmy glebowe. Naukowcy rozpoczęli od użycia naturalnie występujących ilości stabilnych izotopów azotu (N) do badania wzorców preferencyjnego poboru form N i jego związku z cechami roślin. Przeanalizowano więc naturalne występowanie izotopów N w azotanach (NO3-), amoniaku (NH4+), rozpuszczalnych organicznych formach N (DON) i w całych roślinach pochodzących z modelu półsuchego lasu, aby ustalić podział źródeł N i względne współczynniki obiegu N w warunkach in situ. Wykorzystano również bayesowskie modele mieszania izotopów, aby określić względny pobór poszczególnych form N przez rośliny. Wyniki odniesiono następnie do cech symbiotycznych i budowy wykopanych korzeni. W kolejnym badaniu, naukowcy przebadali 192 fragmentów ziemi zarządzanej w różny sposób w przeszłości i obecnie, różnorodnej, charakterystycznej społeczności roślinnej. Następnie zainstalowali ponad 800 rdzeni glebowych w obrębie tych fragmentów i wypełnili je tą samą glebą. Trzynaście miesięcy po tej instalacji, naukowcy ponownie przebadali te miejsca i wprowadzili specjalnie znaczone atomy azotu, umożliwiające śledzenie obiegu azotu w ekosystemie. Zmierzyli in situ ilość brutto krążącego N i pobrali próbki do określenia cech korzeni, pomiarów fosfolipidowego kwasu tłuszczowego (PLFA) oraz analiz rozpuszczonych organicznych form węgla (DOC). Wyniki pierwszego badania wykazały ścisłe powiązanie między węglem C w glebie a obiegiem N w ekosystemach półsuchych. Naukowcy odrzucili hipotezę, że rozpuszczalne organiczne formy N (DON) są znaczącymi roślinnymi źródłami N, sugerując w zamian, że społeczności bakteryjne wyprzedzają rośliny w wyścigu po organiczne źródła N ze zmniejszoną biodostępnością węgla w glebie. Drugie badanie pokazało, że mniej zaburzone typy ekosystemów zawierały większe ilości bakterii i grzybów. Ponadto zmiana w charakterystyce ryzosfery powodowała zwolnienie mineralizacji N w miejscach o zintensyfikowanym zarządzaniu. Projekt PLABIOF dostarcza wiedzy na temat wpływu zmian wykorzystania ziemi, które mogą wpłynąć na rozmieszczenie C w glebie i które są powiązanie z cyklami biogeochemicznymi. Pomoże to w wyjaśnieniu, jak roślinna bioróżnorodność funkcjonalna wpływa na biogeochemię gleby w ekosystemach suchych, umożliwiając w związku z tym projektowanie skutecznych i zrównoważonych praktyk zarządzania ziemią.
