Alexandra Kravchenko, profesora de la Universidad Estatal de Michigan en el Departamento de Ciencias de Plantas, Suelos y Microbios, y varios de sus colegas descubrieron recientemente un nuevo mecanismo que determina cómo se almacena el carbono en los suelos que podría mejorar la resistencia climática de los sistemas de cultivo y también reducir sula huella de carbono.
Los hallazgos, publicados la semana pasada en la revista científica Comunicaciones de la naturaleza , revelar la importancia de la estructura de poros del suelo para estimular la acumulación y protección de carbono del suelo.
"Comprender cómo se almacena el carbono en los suelos es importante para pensar en soluciones para el cambio climático", dijo Phil Robertson, profesor distinguido de ciencias de plantas, suelos y microbios de la Universidad y coautor del estudio ". También es bastante importante".para pensar en la fertilidad del suelo y, por lo tanto, en la producción de cultivos "
El estudio se realizó a través del Centro de Investigación de Bioenergía MSU Great Lakes, financiado por el Departamento de Energía de EE. UU., Y el programa de Investigación Ecológica a largo plazo de la Estación Biológica Kellogg financiado por la National Science Foundation, o NSF, y fue apoyado por NSFDivisión de Ciencias de la Tierra.
Durante un período de nueve años, los investigadores estudiaron cinco sistemas de cultivo diferentes en un experimento de campo replicado en el suroeste de Michigan. De los cinco sistemas de cultivo, solo los dos con alta diversidad de plantas dieron como resultado niveles más altos de carbono en el suelo. Kravchenko y sus colegas utilizaronLa micro-tomografía de rayos X y el mapeo enzimático a microescala para mostrar cómo las estructuras de los poros afectan la actividad microbiana y la protección del carbono en estos sistemas, y cómo la diversidad de las plantas afecta el desarrollo de los poros del suelo que conducen a un mayor almacenamiento de carbono.
John Schade, de la División de Biología Ambiental de la NSF, dijo que los resultados pueden transformar la comprensión de cómo el carbono y el clima pueden interactuar en las comunidades microbianas de plantas y suelos.
"Esta es una demostración clara de un mecanismo único por el cual las comunidades biológicas pueden alterar el medio ambiente, con consecuencias fundamentales para el ciclo del carbono", dijo Schade.
"Una cosa que los científicos siempre tienden a asumir es que los lugares donde el nuevo carbono ingresa al suelo también son los lugares donde es procesado por microbios y posteriormente es almacenado y protegido", dijo Kravchenko. "Lo que hemos encontrado es quePara protegerse, el carbono tiene que moverse; no puede protegerse en el mismo lugar donde entra ".
Los científicos han creído tradicionalmente que los agregados del suelo, grupos de partículas del suelo, eran las ubicaciones principales para el almacenamiento estable de carbono.
Sin embargo, la evidencia reciente muestra que el carbono más estable parece ser el resultado de microbios que producen compuestos orgánicos que luego se adsorben en las partículas minerales del suelo. La investigación revela que los poros del suelo creados por los sistemas de raíces proporcionan un hábitat ideal donde esto puede ocurrir.
De particular importancia son los suelos de los ecosistemas con mayor diversidad de plantas. Los suelos de los ecosistemas de praderas restaurados, con muchas especies de plantas diferentes, tenían muchos más poros del tamaño adecuado para el almacenamiento estable de carbono que una base pura de hierba de cambio.
"Lo que encontramos en la pradera nativa, probablemente debido a todas las interacciones entre las raíces de diversas especies, es que toda la matriz del suelo está cubierta con una red de poros", dijo Kravchenko. "Por lo tanto, la distancia entre los lugares dondese produce el aporte de carbono y las superficies minerales en las que puede protegerse son muy cortas.
"Por lo tanto, el suelo está ganando mucho carbono. En el pasto de monocultivo la red de poros era mucho más débil, por lo que los metabolitos microbianos tenían una forma mucho más larga de viajar a las superficies minerales protectoras", explicó Kravchenko.
Robertson dijo que la investigación puede incitar a los agricultores a centrarse en la diversidad de las plantas al intentar aumentar el almacenamiento de carbono en el suelo.
"Solíamos pensar que la forma principal de poner más carbono en el suelo es hacer que las plantas produzcan más biomasa ya sea como raíces o como residuo que queda en la superficie del suelo para descomponerse", dijo Robertson.
"Lo que señala esta investigación es que hay formas más inteligentes de almacenar carbono que tales enfoques de fuerza bruta. Si podemos diseñar o criar cultivos con características de enraizamiento que favorezcan este tipo de porosidad del suelo y, por lo tanto, que favorezcan la estabilización del carbono del suelo, eso seríaser una forma bastante inteligente de diseñar sistemas que puedan generar carbono más rápido ".
Nick Haddad, director del programa de Investigación Ecológica a largo plazo de la Estación Biológica Kellogg, dijo que la investigación que se basa en estos hallazgos continuará descubriendo formas de mejorar la sostenibilidad de los ecosistemas y paisajes agrícolas.
"La investigación a largo plazo muestra formas sorprendentes en que una diversidad de plantas puede beneficiar a los microbios necesarios para un sistema agrícola resistente", agregó Haddad.
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Materiales proporcionado por Universidad Estatal de Michigan . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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