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Keywords:

  • carbon;
  • stable isotopes;
  • root exudation;
  • defoliation;
  • Agrostis capillaris

Abstract

Grassland ecosystems are important global sinks and sources of atmospheric carbon (C). In this study, we used an in-situ13CO2 tracer approach to quantify differences in short-term C exudation from defoliated and non-defoliated Agrostis capillaris (L.) plants subjected to natural diurnal light and temperature regimes and rainfall events. Results showed: 1. There was no significant difference in overall carbon exudation from the plants as a result of defoliation; 2. defoliation significantly increased exudation of recent photosynthate (i.e.,13C labeled); 3. there was a distinct and statistically significant diurnal trend in C exudation with root C exudation increasing during the day and early evening and decreasing during the night and early morning. The importance of light/temperature and defoliation as drivers of patterns of root C exudation and the contribution of recent assimilate C to atmosphere-plant-soil carbon flow are discussed.

Der Einfluss von Blattentfernungen auf das Muster der Kohlenstoffexsudation durch die Wurzeln von Agrostis capillaris

Grünland-Ökosysteme sind wichtige globale Senken und Quellen für atmosphärischen Kohlenstoff (C). In dieser Studie wurde ein in-situ-13CO2-Tracer-Verfahren verwendet, um Unterschiede in der kurzzeitigen C-Exsudation zwischen entblätterten und nicht entblätterten Agrostis capillaris (L.)-Pflanzen zu quantifizieren, welche einem natürlichen täglichen Licht- und Temperaturregime sowie Niederschlagsereignissen ausgesetzt waren. Die Ergebnisse zeigten: 1. Das Abschneiden der Blätter führte zu keinen signifikanten Unterschieden in der Gesamt-C-Exsudation. 2. Die Entblätterung steigerte signifikant die Abscheidung frischer (d. h., 13C-markierter) Photosynthese-Produkte. 3. Es wurde ein eindeutiger und statistisch signifikanter Tagestrend in der Wurzel-C-Exsudation beobachtet, mit einem Anstieg während des Tages und frühen Abends und einem Absinken während der Nacht und dem frühen Morgen. Die vorliegende Studie zeigt, dass die Produktion von Wurzel-Exsudaten am empfindlichsten auf die Beleuchtungsintensität reagiert und dass das Abschneiden der Blätter den Anteil frischer Photosynthese-Produkte an der Exsudation erhöht. Die Bedeutung von Licht, Temperatur und Entblätterung als Einflussfaktoren auf das Muster der Wurzel-C-Exsudation und die Verteilung von frisch assimiliertem C im System Atmosphäre-Pflanze-Boden wird diskutiert.