Ryhmä suomalaisia ja ulkomaalaisia tutkijoita on todennut, että kasvien juurten ja sienten välinen vuorovaikutus säätelee hiilen sitoutumista maaperässä. Tutkijat keskittyivät kasvien, maaperän ja mikrobien yhteisvaikutukseen sekä mikrobien ja kasvien biokemialliseen vuorovaikutukseen pohjoisella metsävyöhykkeellä.
– Tutkimukset vahvistavat olettamuksemme siitä, että tanniinit, joita esiintyy paljon kasvien polyfenoleissa, sekä kitiini, joka on sienien soluseinämissä runsaana esiintyvä polymeeri, vaikuttavat sieniperäisen kuolleen biomassan stabiloimiseen. Havainto on merkittävä, koska juuri- ja sienikariketta syntyy paljon, sanoo osan tutkimuksestaan Helsingin yliopistossa tehnyt tohtori Bartosz Adamczyk Lukesta.
– Kenttäkokeemme osoittivat myös, että kasvien juuret tukevat hieman erilaista maaperän typpitaloutta, jossa orgaanisen typen pitoisuus maaperässä on suurempi kuin epäorgaanisen typen. Kun näitä tutkimustuloksia tarkastellaan yhdessä, voidaan niistä koostaa uudenlainen malli ja ymmärrys siitä, miten kasvien juuret vaikuttavat orgaanisen aineksen hajoamiseen ja sitoutumiseen.
Ilmastonmuutos on lisännyt pakottavaa tarvetta ymmärtää hiilen kertymistä hitaasti kiertäviin hiilivarastoihin. Merkittävä osa maapallon hiilivarastoista on sitoutunut pohjoisen metsävyöhykkeen metsiin ja erityisesti niiden maaperään. Orgaanisen aineksen hajoamisen ja stabilisoitumisen mekanismeja ei tähän mennessä ole vielä kunnolla tunnettu.
Tähän asti tutkijat ovat keskittyneet lähinnä karikkeeseen ja maaperän mikrobiyhteisöjen rooliin karikkeen hajoamisessa. On myös tutkittu kasvien yhteyttämisen tuloksena syntyvien liukoisten hiiliyhdisteiden kuten sokereiden vaikutuksia maaperässä, sillä niiden on osoitettu monissa tapauksissa kiihdyttävän orgaanisen aineksen hajoamista.
– Meidän tutkimuksemme valaisee, miten kasviperäiset aktiiviset biomolekyylit muuttavat mikrobien kuolleen biomassan stabiiliksi orgaaniseksi ainekseksi. Tutkimuksen näkökulma lisää tietoa hiilen monimutkaisesta kiertokulusta maaperässä ja korostaa entisestään kasvien aktiivista roolia orgaanisen aineksen muodostamisessa, hajoamisessa ja stabiloimisessa, sanoo dosentti Jussi Heinonsalo Helsingin yliopistosta ja Ilmatieteen laitokselta.
Tutkimukset ovat osa NITROFUNGI-projektia. NITROFUNGI-projektin on rahoittanut Suomen Akatemia akatemiatutkijahankkeena. Luonnonvarakeskus ja Helsingin yliopisto tekivät tutkimuksen yhteistyössä Ilmakehätieteiden tutkimuskeskuksen (INAR), Ilmatieteen laitoksen, Wienin yliopiston ja Itä-Suomen yliopiston kanssa.
Artikkelit:
Adamczyk B, Sietiö O-M, Straková P, Prommer J, Wild B, Hagner M, Pihlatie M, Fritze H, Richter A, Heinonsalo J (2019) Plant roots increase both decomposition and stable organic matter formation in boreal forest soil. Nature Communications 3982. DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-019-11993-1
Adamczyk B, Sietiö O-M, Biasi C, Heinonsalo J (2019) Interaction between tannins and fungal necromass stabilizes fungal residues in boreal forest soils. New Phytologist 223:16-21. DOI: https://doi.org/10.1111/nph.15729
Hättenschwiler S, Sun T, Coq S (2019) The chitin connection of polyphenols and its ecosystem consequences. New Phytologist 223:5-7. DOI: https://doi.org/10.1111/nph.15840