가뭄을 겪은 흙이 비가 온 뒤 풀의 회복을 더 도울 수도 있을까요?

상세 설명

가뭄에서 회복 중인 초원은 가뭄 스트레스를 받지 않은 초원보다 더 많은 생물량을 생산한다는 사실이 반복해서 관찰됐다. 하지만 이렇게 예상 밖으로 생산량이 높은 원리는 알려져 있지 않았다.

연구진은 회복 과정에서 식물 자체에 남은 가뭄의 영향과 식물 외부인 토양에 남은 영향을 분리하기 위해 요인배치 야외 실험을 설계했다. 2개월간 가뭄에 노출했거나 물을 충분히 공급한 대조 조건에서 기른 Lolium perenne 식물을 대조 토양과 가뭄 스트레스를 받은 토양에 각각 옮겨 심은 뒤 다시 물을 공급했다.

가뭄과 재급수(DRW)의 토양 매개 효과를 분리했을 때, 이전에 가뭄 스트레스를 받은 식물(DRWp)은 대조 식물(Ctrp)에 비해 지상부 생산성이 13% 낮고, 질소 영양이 제한됐으며, δ13C가 더 높은 부정적인 잔여 영향을 보였다. 반면 이전에 가뭄 스트레스를 받은 토양(DRWs)에서 자란 식물은 대조 토양(Ctrs)에서 자란 식물보다 지상부 생산성이 82% 높고, 질소 영양 상태가 개선됐으며, δ13C가 더 높았다. 이런 차이는 식물의 사전 처리와 관계없이 나타났다.

연구진은 가뭄에서 회복하는 다년생 초원이 가뭄 스트레스를 받지 않은 대조군보다 가뭄 후 생산성이 높은 원인이 토양을 매개로 남은 DRW 영향이라고 결론 내렸다. 이 토양 효과는 식물의 질소 영양 상태와 광합성 능력을 개선하고, 식물 자체에 남은 부정적인 가뭄 영향을 상쇄한다.