4.5億年來,經由菌根為植物提供生長所必需的土壤養分,哺育陸地生命。近年來,科學家發現,除了與幾乎所有的陸地植物形成共生關係外,這些真菌還是將碳輸送到土壤生態系統的重要管道。但瞭解和保護這些真菌是一場與時間的賽跑,聯合國糧農組織警告說,到2050年,90%的土壤可能會退化,但真菌被排除在大多數保護和環境政策之外。如果沒有土壤提供的肥力和結構,自然植物和農作物的生產力都會迅速下降。
由於70%~90%的陸地植物與菌根真菌形成共生關係,研究人員長期以來推測,一定有大量的碳通過這些網路進入土壤。陸生植物每年固定的二氧化碳當量(CO2e)有131.2億噸由菌根真菌(Mycorrhizal mycelium)提供。其比例,大致相當於全球化石燃料年排放量的36%。菌根真菌將營養礦物質傳遞給植物夥伴,並從植物夥伴那裡獲得碳。借助真菌菌絲體和植物根系之間的聯繫實現這些雙向交換。真菌菌絲體是一種絲狀網路,構成了真菌生物量的大部分。碳一旦運輸到地下,就被菌根真菌用來生長更廣泛的菌絲體,以便幫助它們探索土壤。碳也被真菌釋放的黏性化合物束縛在土壤中,並以真菌壞死塊的形式留在地下,成為土壤結構的支撐。
透過分析近200個數據集,從植物到菌根真菌菌絲體的碳分配的第一個全球定量估計得以建立。據估計,全球植物群落每年分配 3.93 Gt CO2e 給叢枝菌根真菌,每年分配 9.07 Gt CO2e 給外生菌根真菌,每年分配0.12 Gt CO2e 給杜鵑花菌根真菌。每年至少有 13.12 Gt 的 CO2e 被陸生植物固定到菌根真菌的地下菌絲體中,相當於目前燃燒化石燃料每年排放的CO2約36%。
學者探索了菌根真菌影響土壤碳庫的機制,並確定了通過「植物-真菌」途徑增加我們對全球碳通量理解的方法。 此一估計雖然基於現有的最佳證據,但並不完美,仍應謹慎解釋。但,這項工作證實了菌根真菌與植物間的協同作用對全球碳動態的重大貢獻。未來仍需迫切要對植物和菌根之間的碳和養分流動進行進一步的實證研究。
《產業發展中心 產業分析組金悅祖摘譯》
資料來源: Mycorrhizal mycelium as a global carbon pool;Curr Biol. 2023 Jun 5;33(11):R560-R573. doi: 10.1016/j.cub.2023.02.027。