Murknande träd har en viktig roll i skogsekosystemets kvävecykel

Kväve från både atmosfären och jordmånen ackumuleras av organismer som lever i den murkna veden. De viktigaste rollerna handhas av bakterier som fixerar atmosfärens kväve, samt rötsvampar som tar upp kväve ur marken.

Trädstammar har en mycket låg kvävehalt och svamparna är de viktigaste nedbrytarna av trävirket. Svamparnas aktivitet och den takt med vilken den döda veden murknar påverkas av hur mycket kväve svamparna har till sitt förfogande. Kväve behövs för att svampmycelet ska kunna växa och för att svamparna ska kunna producera de enzymer med vilka de sönderdelar de föreningar som de behöver som näring. Forskarna har känt till att kvävehalten och kvävemängden i trävirke ökar i takt med att det murknar, men kvävets ursprung har varit okänt.

Bakterier fixerar kväve från atmosfären, svampar transporterar det från jordmånen 

Enligt en färsk undersökning som gjorts vid Naturresursinstitutet (Luke) härstammar 60 procent av det totala kvävet i ved som är i ett långt framskridet nedbrytningsskede från biologisk kvävefixering som utförs av bakterier som specialiserat sig på denna uppgift. Bakterier som lever i den murkna veden fixerar kväve från atmosfären och använder det för sin tillväxt. När dessa bakterier dör, sönderdelas kväveföreningarna i den murkna veden. Då kan andra organismer, särskilt svampar, utnyttja dessa.

I murken ved anrikas inte bara kväve från atmosfären utan även från jordmånen. 

–        Genom att analysera svamparterna i olika skeden av vedens nedbrytningsprocess med hjälp av svamp-DNA som isolerats från den murkna veden kunde vi visa att både röt- och mykorrhizasvampar transporterar kväve från jordmånen till den murkna veden, berättar forskare Katja Rinne-Garmston vid Naturresursinstitutet.

Murken ved utgör också ett lämpligt habitat för bakterier som fixerar atmosfäriskt kväve. Den biologiska kvävefixeringen har stor betydelse för nedbrytningen av ved och på lång sikt för hela skogsekosystemets kväveekonomi. Nedbrytningen av trävirke är snabbast i processens mittersta fas. Då ackumuleras kvävet i veden både genom fixering av atmosfäriskt kväve och genom transport av kväve från jordmånen. När nedbrytningen framskrider, ökar andelen svårnedbrytbara kolföreningar. Då blir nedbrytningen långsammare och rötsvamparnas konkurrenskraft gentemot mykorrhizasvamparna miskar. 

De nya forskningsrönen om den process genom vilken trä murknar visar vilken betydelse murket trä har för skogarnas kväveekonomi. Forskningsresultaten kan användas bland annat för att utveckla metoder som gynnar trädplantornas tillväxt. Till exempel träflis som brutits ned av utvalda svamparter och berikats av kvävefixerare skulle kunna utnyttjas för att utveckla ett växtsubstrat som är gynnsamt för uppdrivning av trädplantor. 

Undersökningen finansierades av Finlands Akademi.

Ytterligare information:
SpecialforskareRaisa Mäkipää, Naturresursinstitutet, raisa.makipaa@luke.fi, tfn 029 532 2197

Publikation: Rinne, K.T., Rajala, T., Peltoniemi, K., Chen, J., Smolander, A. & Mäkipää, R. 2016. Accumulation rates and sources of external nitrogen in decay wood in a Norway spruce dominated forest.Functional Ecology, i tryck, DOI 10.1111/1365-2435.12734.