Фіксація азоту є ключовим фактором для підтримки зростання рослин, і нове дослідження показує, що цей процес значно посилюється за високих температур, що пояснює нестачу азоту в холодних кліматах.
Вчені зі США дослідили, як підвищення температур впливає на азотфіксацію – процес, за якого певні бактерії, що живуть у симбіозі з рослинами, засвоюють азот із атмосфери та перетворюють його у форму, доступну для рослин.
– зазначають автори дослідження. Це відкриття має важливі наслідки для екології, оскільки вказує на можливий ріст біопродуктивності рослин у відповідь на глобальне потепління.
Експерименти проводили на саджанцях червоної вільхи (Alnus rubra), восковниці (Myrica cerifera), робінії несправжньоакацієвої (Robinia pseudoacacia) та тропічного дерева Gliricidia sepium. Дослідники поступово підвищували температуру в контрольованих умовах і вимірювали активність азотфіксувальних бактерій-симбіонтів. Виявилося, що в холодному кліматі ефективність цього процесу суттєво нижча, що може пояснювати бідність ґрунтів північних регіонів на азот. У тропічних широтах, де температура вища, азотфіксація, навпаки, проходить ефективніше, забезпечуючи велику кількість доступного азоту.
Цікаво, що такі температури були звичайними в мезозої та ранньому кайнозої, коли симбіоз між рослинами та азотфіксувальними бактеріями, ймовірно, розвинувся та закріпився еволюційно. Подальше глобальне похолодання могло призвести до того, що деякі рослини втратили здатність до симбіотичної фіксації азоту, оскільки процес став менш ефективним. Це відкриття ставить під сумнів припущення, що глобальне потепління призведе до нестачі азоту в ґрунтах, і натомість вказує, що його доступність для рослин зростатиме внаслідок підвищення температур.
Окрім того, дослідники порівняли фотосинтетичну активність рослин за доіндустріального рівня CO2 (275 частин на мільйон) та сучасного рівня (400 частин на мільйон). Вони з’ясували, що за підвищеного CO2 оптимальні температури для фотосинтезу також зростають, що означає, що в умовах сучасного клімату рослини можуть ефективніше засвоювати вуглець і нарощувати біомасу.
Таким чином, нова робота показує, що традиційні моделі, які прогнозують нестачу азоту в майбутньому, можуть бути неточними. Навпаки, підвищення температур може стимулювати азотфіксацію, сприяючи зростанню біомаси навіть у тропічних регіонах. Це відкриття може змінити підходи до прогнозування екологічних змін у контексті глобального потепління та стратегії використання азотних добрив у сільському господарстві.
