Árboles, Rizosfera y Absorción de Nutrientes: ¿Angiospermas versus Gimnospermas?

Aunque por la noticia que vamos a tratar no lo parezca, desde hace décadas la mayor parte de los estudios relacionados con el tema muestran que la abundancia y diversidad de especies es mayor en los suelos bajo fagáceas (como robles y hayas) que en el caso de las coníferas. También ocurre lo mismo con la humificación de la materia orgánica, por no hablar de grupos tróficos de organismos y actividades enzimáticas. Tanto es así que cuando en una antigua nomenclatura se hablaba de especies mejorantes y acidificantes del medio edáfico, se incluía a las fagáceas entre las primeras y a los pinos, abetos, etc. entre las segundas. La noticia de hoy nos ofrece el mismo patrón pero desde una óptica relativamente nueva. Se ha constatado (aunque se trata de un solo caso que deberá ser corroborado) de que la diversidad y abundancia de las bacterias que alteran y descomponen los minerales primarios del suelo difiere en ambos casos, siendo mayor en robles y hayas que en abetos. En otras palabras, las rizosferas de ambos grupos de plantas son diferentes. Y hasta donde yo se, las propiedades estructuradoras del humus de los mencionados planifolios, también es superior a la de las confieras. Obviamente en suelos de naturaleza ácida, disponer de una mayor cantidad de nutrientes debiera potenciar la supervivencia de los árboles que lo consiguen. No obstante, en la naturaleza los procesos no suelen ser tan sencillos. Que diversas especies arbóreas atesoren comunidades rizosféricas dispares era de esperar (incluidas bacterias, y hongos), como también ocurre con la microfauna del suelo que sigue los mismos patrones que los aquí apuntados. Decir, como apuntan los autores, que los sistemas radiculares de los árboles “seleccionan” sus biocenosis edáficas no deja de ser un antropomorfismo aunque sirva como una metáfora aceptable en ocasiones como esta.

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Rizosfera y toma in situ nutrientes por las plantas. Fuente: Plant Physiology

In Situ Mapping of Nutrient Uptake in the Rhizosphere Using Nanoscale Secondary Ion Mass Spectrometry, From Clode et al. 2009

 Los estudios que yo realicé antes y durante en mi tesis doctoral, también mostraban que la actividad biológica, biodiversidad de nematodos y humificación bajo los robles (al menos aquí en la Península Ibérica) es más mayor que en el caso del haya, y la de esta que en los pinos. Una humificación de la materia orgánica más adecuada (no entraremos aquí en detalles técnicos) suele potenciar unas propiedades físicas del suelo más favorables para el desarrollo de la vegetación. Es decir, se puede ir más lejos.

 Una de las críticas que los ambientalistas ibéricos han usado contra la repoblación con coníferas ha sido justamente esta: las coníferas empobrecen y acidifican el suelo (al menos por estos lares y Europa en general).  

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La actividad biológica del suelo en la rizosfera es tan intensa que suele dejar rastro en los perfiles miles de años después (franjas y moteados, verticales, horizontales u  oblicuos). Fuente: Victorian Resources Online

 La única novedad que detecto (a parte de algunos detalles instrumentales que desconozco) consiste en que los investigadores analizaron en sus test comparativos la alteración de la biotita. Es decir que el estudio precisa que las comunidades edáficas de fanerógamas comentadas poseen un mayor potencial de meteorizar los minerales del suelo (mientras antaño tan hizo más énfasis en la humificación que en la alteración biogeoquímica de los minerales, o se consideraron ambas simultáneamente), o de producir protones, como tales investigadores especifican.

 Como todos debéis saber, las fanerógamas son una rama del árbol evolutivo surgida con bastante posterioridad a las coníferas. No debe pues extrañar que atesoren algunos mecanismos de supervivencia más sofisticados.

 No obstante, de la noticia pudiera desprenderse que las fanerógamas deberían desplazar a las coníferas por “se alimentan mejor”. En determinadas circunstancias tal aserto es válido pero en otros no. La guerra entre unas y otras ocurre sobre y bajo el suelo. Por ejemplo, las coníferas al acidificar el medio edáfico, y empobrecerlo en microorganismos y nutrientes, generan un ambiente más hostil con vistas a que germinen, por ejemplo, robles y hayas. Del mismo modo, arden mejor bajo la acción del fuego (léase incendios forestales) atesorando a la postre un crecimiento más rápido. Dicho de otro modo, pinos, abetos, etc., también posee sus mecanismos para competir. El que la naturaleza cribe a unos u a otros, depende de otros muchos factores.             

 Juan José Ibáñez

 Some Trees ‘Farm’ Bacteria to Help Supply Nutrients

ScienceDaily (July 30, 2010) Some trees growing in nutrient-poor forest soil may get what they need by cultivating specific root microbes to create compounds they require. These microbes are exceptionally efficient at turning inorganic minerals into nutrients that the trees can use.

  Researchers from France report their findings in the July 2010 issue of the journal Applied and Environmental Microbiology.

 ”In acidic forest soils, availability of inorganic nutrients is a tree-growth-limiting factor. A hypothesis to explain sustainable forest development proposes that tree roots select soil microbes involved in central biogeochemical processes, such as mineral weathering, that may contribute to nutrient mobilization and tree nutrition,” says Stéphane Uroz, an author on the study.

 Certain microbes are efficient at breaking down inorganic minerals into nutrients. This process, called mineral weathering, is especially important in acidic forest soils where tree growth can be limited by access to these nutrients. Mineral-weathering bacteria can release necessary nutrients such as iron from soil minerals. This gives trees with increased concentrations of mineral-weathering microbes an advantage over other trees.

 Distinct impacts of the tree species on the soil bacterial community structure have been previously reported, suggesting that the composition and activity of soil bacterial communities depend on tree physiology and notably on its impact on the soil physicochemical properties and nutrient cycling. However, no study has ever addressed the question of the impact of tree species on the structure of forest soil bacterial communities involved in mineral weathering.

 ”This question regarding the impact of tree species on the functional diversity of the bacterial communities remains a major issue in forestry, especially in the context of today’s climate change, which will give rise to a shift in the spatial distribution of forest tree species,” says Uroz.

 The researchers took soil samples from the root areas of beech, oak and Norway spruce trees and cultured them to determine the bacterial populations. They observed heightened levels of mineral-weathering bacteria in the samples near the roots of oak and beech trees compared to surrounding soil samples. This difference was not seen in the Norway spruce samples.

 ”Our results suggest that certain tree species have developed indirect strategies for mineral weathering in nutrient-poor soils, which lie in the selection of bacterial communities with efficient mineral weathering potentials,” says Uroz.

 Story Source:

The above story is reprinted (with editorial adaptations by ScienceDaily staff) from materials provided by American Society for Microbiology, via EurekAlert!, a service of AAAS.

 Journal Reference:

C. Calvaruso, M.-P. Turpault, E. Leclerc, J. Ranger, J. Garbaye, S. Uroz, P. Frey-Klett. Influence of Forest Trees on the Distribution of Mineral Weathering-Associated Bacterial Communities of the Scleroderma citrinum Mycorrhizosphere. Applied and Environmental Microbiology, 2010; 76 (14): 4780 DOI: 10.1128/AEM.03040-09

 Resumen del Artículo Original

Appl Environ Microbiol. 2010 Jul;76(14):4780-7. Epub 2010 May 28.

Influence of forest trees on the distribution of mineral weathering-associated bacterial communities of the Scleroderma citrinum mycorrhizosphere.

Calvaruso C, Turpault MP, Leclerc E, Ranger J, Garbaye J, Uroz S, Frey-Klett P.

 Abstract

In acidic forest soils, availability of inorganic nutrients is a tree-growth-limiting factor. A hypothesis to explain sustainable forest development proposes that tree roots select soil microbes involved in central biogeochemical processes, such as mineral weathering, that may contribute to nutrient mobilization and tree nutrition. Here we showed, by combining soil analyses with cultivation-dependent analyses of the culturable bacterial communities associated with the widespread mycorrhizal fungus Scleroderma citrinum, a significant enrichment of bacterial isolates with efficient mineral weathering potentials around the oak and beech mycorrhizal roots compared to bulk soil. Such a difference did not exist in the rhizosphere of Norway spruce. The mineral weathering ability of the bacterial isolates was assessed using a microplaque assay that measures the pH and the amount of iron released from biotite. Using this microplate assay, we demonstrated that the bacterial isolates harboring the most efficient mineral weathering potential belonged to the Burkholderia genus. Notably, previous work revealed that oak and beech harbored very similar pHs in the 5- to 10-cm horizon in both rhizosphere and bulk soil environments. In the spruce rhizosphere, in contrast, the pH was significantly lower than that in bulk soil. Because the production of protons is one of the main mechanisms responsible for mineral weathering, our results suggest that certain tree species have developed indirect strategies for mineral weathering in nutrient-poor soils, which lie in the selection of bacterial communities with efficient mineral weathering potentials.

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Comentarios

Con tu permiso te cito en un foro que posiblemente conozcas. Infojardin.com Somos un grupillo numeroso de enamorados de la repoblación forestal y se está tratando de hacer lo mejor posible dentro de nuestras posibilidades, y la verdad el tema del suelo me parece muy interesante, y la mayoria de repoblaciones que se estan llevando a cabo de forma “amateur” las estamos haciendo con el genero quercus, principalmente

J. L para eso estamos. La repoblación con Quercus suele ser la apropiada. ¿Ahora bien con que Querus?. Por favor lee el post en el que hablo sobre la Frutalización del bosque mediterráneo, ya que son muy monoespecíficos por la acción secular del hombre (por ejemplo la encina era más útil que el quejigo), y podrían ser más variados en especies arbóreas de lo que suponemos.

Un abrazo

Juanjo Ibáñez

Me he leido tu otro post, si tienes razón con lo de la frutalización del bosque, tambien existia antiguamente un uso de especies propias del bosque en los cultivos, si estas tenian utilidad como madroños, nogales, encinas… incluso algunas especies en zonas de cultivo se han salvado por esta utilidad, mientras en montes y montañas cercanas han desaparecido… muy común en mi tierra era dejar o plantar un nogal, encina o madroño para poder hacer una parada a la sombra durante el trabajo en el campo, mientras los montes cercanos estaban completamente depredados.

Respondiendote a tu pregunta, pues no nos engañemos, venimos a hacer una personalización del bosque, ya que cada cual tiene un cierto favoritismo por una u otra especie o genero. Pero se estan usando todas las que tenemos en nuestras cercanias, ya que se procura mantener los genotipos de la zona intactos, los mas puristas de los foreros, promulgan cientos de metros, pero en las zonas mas degradadas esto es casi imposible y ahí se levanta un poco mas la mano. Así que se está repoblando con encina, coscoja, quejigo, melojo donde se puede, roble, alcornoque además de repoblar con arbustos, madroños, alguno por el norte tejos, normalmente se suelen buscar especies poco comunes o en recesión.

A nivel aficionado, en este caso casi diria que se está haciendo mejor que a nivel administración. Dicho esto el tema de la frutalización del bosque, al menos mi, abre un poco de camino para viajar un poquillo (unos Km, jeje) con las bellotas y propagar algunas especies que no han tenido mucha difusión en la zona. A ver si poco a poco cambiamos el paisaje para mejor. Un saludo desde el sur de la C.Valenciana.

No sabía que vivieras por aquellos lares.

Parte de mi infancia la pasé por Castalla-Onil-Ibi-Biar. Buena parte de mi familia vive por allí.

saludos

Juanjo Ibáñez

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