Mycorrhizal fungal community relationship to root nitrogen concentration over a regional atmospheric nitrogen deposition gradient in the northeastern USA

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Abstract:

Increased nitrogen (N) input has been found to alter ectomycorrhizal fungal communities over short deposition gradients and in fertilization experiments; however, its effects over larger spatial scales have not been determined. To address this gap, we reanalyzed data from a study originally designed to examine the effects of soil aluminum/calcium (Al/Ca) ratios on the vitality of red spruce fine roots over a regional acid and N deposition gradient in the northeastern USA. We used root N as an indicator of stand N availability and examined its relationship with the abundance of ectomycorrhizal morphotypes. The dominant morphotypes changed in relative abundance as a function of stand N availability. As root N concentrations increased, Piloderma spp. - like, Cenococcum geophilum Fr., and other unidentified mycorrhizal morphotypes declined in abundance, while other smooth-mantled morphotypes increased. Root N concentration in the 1–2mm diameter class was the best predictor of the abundance of multiple morphotypes. The morphotype responses were consistent with those found in experimental and small-scale studies, suggesting that N availability is altering ectomycorrhizal communities over broad spatial scales in this region. This finding provides an impetus to conduct a more detailed characterization of mycorrhizal community responses to N deposition across large-scale gradients.

Dans le cas de courts gradients de dépôts et d’expériences de fertilisation, il a été démontré qu’un apport d’azote (N) modifie les communautés de champignons ectomycorhiziens. Cependant, les effets à plus grande échelle n’ont pas été étudiés. Pour combler cette lacune, nous avons analysé à nouveau les données d’une étude conçue à l’origine pour étudier les effets de différents rapports entre l’aluminium et le calcium (Al/Ca) dans le sol sur la vitalité des racines fines de l’épinette rouge le long d’un gradient régional de dépôts acides et azotés dans le nord-est des É-U. Nous avons utilisé l’azote dans les racines à titre d’indicateur de la disponibilité de N dans un peuplement et nous avons étudié sa relation avec l’abondance des morphotypes ectomycorhiziens. L’abondance relative des morphotypes dominants a changé en fonction de la disponibilité de N dans le peuplement. À mesure que la concentration de N dans les racines augmentait, l’abondance d’un morphotype semblable à Piloderma spp., Cenococcum geophilum Fr., et d’autres morphotypes mycorhiziens non identifiés diminuaient tandis que d’autres morphotypes à manchon lisse augmentaient. La concentration racinaire de N dans la classe de diamètre de 1–2 mm était le meilleur prédicteur de l’abondance de plusieurs morphotypes. La réaction des morphotypes concordait avec les résultats obtenus dans les études expérimentales et les études à échelle réduite, ce qui indique que la disponibilité de N modifie les communautés ectomycorhiziennes à grande échelle dans cette région. Ces résultats procurent une motivation pour réaliser une caractérisation plus poussée des réactions des communautés mycorhiziennes aux dépôts azotés le long de gradients à grande échelle.

Document Type: Research Article

Publication date: May 1, 2008

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