C:N stechiometrie ve vztazích mezi rostlinou a půdou: vliv na metabolismus rostliny a procesy v rhizosféře

(Spolu)řešitel na KBE: Eva Kaštovská
Poskytovatel: Grantová agentura České republiky
Doba trvání: 2016 - 2018

Cíle projektu: 
Hlavním cílem projektu je pochopit a popsat vztah mezi C:N stechiometrií rostlinné biomasy, jejími fyziologickými projevy a aktivitou mikroorganismů v rhizosféře a dále zjistit jak posuny v C:N poměru rostliny a s tím související fyziologické změny ovlivňují cykly C a N v půdě.

Popis projektu: 
Rostliny významně ovlivňují procesy probíhající v půdě. Děje se tak především prostřednictvím organických látek uvolňovaných z kořenů. Ty mění fyzikálně-chemické prostředí v okolí kořenů, ovlivňují složení půdního mikrobního společenstva v rhizosféře a  představují klíčový zdroj snadno dostupného substrátu pro tyto mikroorganismy. Zvýšená mikrobiální aktivita vede k rozkladu stabilnější půdní organické hmoty, z níž se uvolňují živiny limitující primární produkci a jsou tak dostupnější pro kořeny. Tento projekt je zaměřen na studium vztahů mezi C:N stechiometrií rostlinné biomasy a látek uvolňovaných z kořenů do půdy a jejich následný vliv na mikrobiální aktivitu a transformace C a N v půdě. Předpokládáme, že C:N poměr rostlinné biomasy je úzce spojen se složením rostlinných metabolitů a s C:N poměrem kořenových exsudátů.  Výsledný C:N poměr kořenových exsudátů významně ovlivňuje mikrobiální procesy v půdě, produkci extracelulárních enzymů a s tím související rozklad organické hmoty . Dosud však tyto vztahy nebyly systematicky studovány ani v rámci rostliny, ani v rámci systému rostlina-půda. Ke studiu těchto vztahů chceme využít manipulativní mesokosmový pokus se dvěma druhy rostlin s odlišnou nutriční strategií, konzervativní a kompetitivní. Hnojením N na list ovlivníme C:N stechiometrii rostlinné biomasy. Výchozí podmínky v půdě však zůstanou stejné a kořenové rhizodepozice budou představovat jediný dodatečný vstup N do půdy. Pomocí biochemických a analytických metod včetně značení stabilními izotopy C a N a rostlinné metabolomiky budeme sledovat vztah mezi zvýšenou koncentrací N v rostlinné biomase a dalšími funkčními znaky rostliny a jejich následný vliv na cykly C a N v půdě.