リンを添加した場合、Zea mays の実験では、自己栄養呼吸への炭素分配は増加したが、バイオマス生産への分配は増加しなかった

Phosphorus addition increased carbon partitioning to autotrophic respiration but not to biomass production in an experiment with Zea mays.

• Arne Ven
• Melanie S Verlinden
• Erik Fransen
• Pål Axel Olsson
• Erik Verbruggen
• Håkan Wallander
• Sara Vicca

抄録

植物の炭素（C）分配（バイオマス生産、呼吸、その他の植物機能のための光合成産物の相対的な利用）は、重要な生態系プロセスであるが、あまり理解されていない。私たちは、ゼアメイを用いた実験において、リン（P）施肥とAMFが植物のC分割に及ぼす影響を調べた。これまでの研究から、リンの添加量が増加すると AMF への C 分配が減少し、バイオマス生産に対する C 分配（バイオマス生産効率、BPE）が増加すると予想されていた。しかし、植物の成長は明らかに P 添加によって刺激されたが、BPE は増加しなかった。その代わりに、自己栄養呼吸への C 分配が増加した。これらの結果は、我々の予想と、同じセットアップで P の添加が BPE を増加させたが、自己栄養呼吸への効果は見られなかったという以前の実験とは対照的であった。両方の実験の比較は、これらのコントラストを説明するためにAMFのための重要な役割を示唆している。前の実験では、AMFへの実質的なCの分割が低Pの下でBPEを減少させたのに対し、現在の実験では、AMFへのCの分割が低すぎてBPEに直接影響を与えることができませんでした。我々の結果は、植物の C 分配に及ぼす栄養分の利用可能性と菌根共生の複雑な影響を示している。

Plant carbon (C) partitioning-the relative use of photosynthates for biomass production, respiration, and other plant functions-is a key but poorly understood ecosystem process. In an experiment with Zea mays, with or without arbuscular mycorrhizal fungi (AMF), we investigated the effect of phosphorus (P) fertilization and AMF on plant C partitioning. Based on earlier studies, we expected C partitioning to biomass production (i.e., biomass production efficiency; BPE) to increase with increasing P addition due to reduced C partitioning to AMF. However, although plant growth was clearly stimulated by P addition, BPE did not increase. Instead, C partitioning to autotrophic respiration increased. These results contrasted with our expectations and with a previous experiment in the same set-up where P addition increased BPE while no effect on autotropic respiration was found. The comparison of both experiments suggests a key role for AMF in explaining these contrasts. Whereas in the previous experiment substantial C partitioning to AMF reduced BPE under low P, in the current experiment, C partitioning to AMF was too low to directly influence BPE. Our results illustrate the complex influence of nutrient availability and mycorrhizal symbiosis on plant C partitioning.

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