Фиксация азота — ключевой процесс в природе, который превращает атмосферный азот в формы, доступные для растений. Без него не было бы ни роста деревьев, ни накопления углерода в почве. Ученые изучили два типа этого процесса: симбиотический  (когда бактерии живут в корнях растений) и свободноживущий  (когда микробы работают в почве и опаде).

Результаты опубликованы в издании Forest Ecosystems.

Исследование провели в заповеднике Чебалин в Китае, где сравнили леса на граните и сланце. Собрали образцы почвы, листьев и мха с 57 участков на разной высоте.

Оказалось, что:

• Симбиотическая фиксация слабеет с подъемом в горы — виноваты холод и избыток азота в почве.
• Свободноживущая фиксация сначала растет, а потом падает — на нее влияют фосфор, железо и влага у подножия, а на вершинах уже решает температура.

Гранитные почвы лучше для симбиоза, а сланцевые — для свободноживущих бактерий. Это доказывает, что даже тип горной породы меняет баланс азота в экосистеме.

Разные факторы управляют двумя видами фиксации, — говорят ученые. — Если мы поймем эти механизмы, то сможем точнее предсказывать, как леса отреагируют на изменения климата.

Работа помогает понять, как леса справляются с дефицитом азота — главного «строительного материала» для растений. Если мы узнаем, где и почему бактерии работают активнее, это позволит:

• Улучшить восстановление деградированных почв, правильно подбирая растения-симбионты.
• Точно прогнозировать рост лесов в условиях потепления, особенно в горных регионах.
• Оптимизировать лесное хозяйство, например, высаживать азотфиксаторы на бедных почвах вместо внесения удобрений.

Исследование охватило только два типа горных пород и ограниченный диапазон высот. Неясно, будут ли закономерности работать, например, в тропиках или на известняках. Кроме того, авторы не учли возможное влияние животных (например, дождевых червей), которые меняют структуру почвы и активность микробов.

Ранее ученые создали аммиак с помощью солнечного света.