Effect of defoliation on patterns of carbon exudation from 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.