Un estudio revelo que sucede con la hojarasca antes de llegar al suelo y entrar en contacto con microorganismos. El papel de la radiacion solar y sus implicancias productivas.
Una reciente investigacion realizada en la Facultad de Agronomia de la UBA (FAUBA) aporta un nuevo hallazgo en el estudio del ciclo de carbono: la luz solar tiene un efecto directo sobre la descomposicion de las plantas, al reducir su contenido de lignina y permitir que, una vez que lleguen al suelo, los restos de esos materiales sean mas digeribles por los microorganismos que actuan en la descomposicion.
Los resultados de los estudios llamaron la atencion de los investigadores por el importante aumento en la descomposicion de los materiales expuestos a la radiacion solar.
El trabajo fue publicado en la edicion de abril de la prestigiosa revista cientifica Proceedings of theNational Academy of Sciences of the United States of America -PNAS (www.pnas.org). Sus autores, Amy Austin, Soledad Mendez y Carlos Ballare, encontraron que la velocidad de la descomposicion de la hojarasca aumentaba hasta 100% en ensayos controlados y hasta 300% en experimentos a campo, en materiales que antes habian estado expuestos a la radiacion solar, respecto de otros que no lo habian estado. Austin es profesora en la catedra de Ecologia y dirige el laboratorio de Broza (http://www.agro.uba.ar/users/austin/), donde Soledad Mendez realiza su tesis doctoral. Ballare es profesor en la catedra de Fisiologia Vegetal y dirige el laboratorio de Fotobiologia Ambiental (http://epl.agro.uba.ar). Ambos son investigadores del CONICET.
Los resultados de estos estudios pueden modificar la nocion que los investigadores tienen sobre el ciclo del carbono en ecosistemas terrestres: «Hasta ahora no sabiamos que el sol estaba afectando el material senescente o la hojarasca. En cambio, pensabamos que el proceso de descomposicion se iniciaba cuando ese material llegaba al suelo y entraba en contacto con los microorganismos. Con estos trabajos comenzamos a conocer la importancia de una etapa previa, que antes no habia sido considerada», sostuvo Austin.
Los profesores de la FAUBA consideraron que la radiacion solar tiene un impacto importante sobre el reciclado de la materia organica en ecosistemas terrestres y que, en este sentido, la lignina ocupa un rol clave en el proceso fotoquimico: «La exposicion del material senescente al sol degrada la lignina, que es un compuesto que a los microorganismos del suelo les impide la tarea de atacar y degradar los carbohidratos presentes en el material vegetal muerto. Al no poder consumir estos carbohidratos, tampoco obtienen energia para vivir. Sin embargo, si la lignina fue degradada previamente por la luz solar, esos microorganismos trabajan mas facilmente y la descomposicion se acelera», explico Ballare.
Una reciente investigacion realizada en la Facultad de Agronomia de la UBA (FAUBA) aporta un nuevo hallazgo en el estudio del ciclo de carbono: la luz solar tiene un efecto directo sobre la descomposicion de las plantas, al reducir su contenido de lignina y permitir que, una vez que lleguen al suelo, los restos de esos materiales sean mas digeribles por los microorganismos que actuan en la descomposicion.
Los resultados de los estudios llamaron la atencion de los investigadores por el importante aumento en la descomposicion de los materiales expuestos a la radiacion solar.
El trabajo fue publicado en la edicion de abril de la prestigiosa revista cientifica Proceedings of theNational Academy of Sciences of the United States of America -PNAS (www.pnas.org). Sus autores, Amy Austin, Soledad Mendez y Carlos Ballare, encontraron que la velocidad de la descomposicion de la hojarasca aumentaba hasta 100% en ensayos controlados y hasta 300% en experimentos a campo, en materiales que antes habian estado expuestos a la radiacion solar, respecto de otros que no lo habian estado. Austin es profesora en la catedra de Ecologia y dirige el laboratorio de Broza (http://www.agro.uba.ar/users/austin/), donde Soledad Mendez realiza su tesis doctoral. Ballare es profesor en la catedra de Fisiologia Vegetal y dirige el laboratorio de Fotobiologia Ambiental (http://epl.agro.uba.ar). Ambos son investigadores del CONICET.
Los resultados de estos estudios pueden modificar la nocion que los investigadores tienen sobre el ciclo del carbono en ecosistemas terrestres: «Hasta ahora no sabiamos que el sol estaba afectando el material senescente o la hojarasca. En cambio, pensabamos que el proceso de descomposicion se iniciaba cuando ese material llegaba al suelo y entraba en contacto con los microorganismos. Con estos trabajos comenzamos a conocer la importancia de una etapa previa, que antes no habia sido considerada», sostuvo Austin.
Los profesores de la FAUBA consideraron que la radiacion solar tiene un impacto importante sobre el reciclado de la materia organica en ecosistemas terrestres y que, en este sentido, la lignina ocupa un rol clave en el proceso fotoquimico: «La exposicion del material senescente al sol degrada la lignina, que es un compuesto que a los microorganismos del suelo les impide la tarea de atacar y degradar los carbohidratos presentes en el material vegetal muerto. Al no poder consumir estos carbohidratos, tampoco obtienen energia para vivir. Sin embargo, si la lignina fue degradada previamente por la luz solar, esos microorganismos trabajan mas facilmente y la descomposicion se acelera», explico Ballare.
La velocidad de la descomposicion de la hojarasca aumento hasta 100% en ensayos controlados en la FAUBA y hasta 300% en experimentos a campo.
Las investigaciones se realizaron en condiciones controladas en el predio de la FAUBA, donde se expusieron a la radiacion solar restos de diferentes especies vegetales (como leñosas, pastizales de la Region Pampeana y de bosques patagonicos) con diferentes longitudes de onda. «Analizamos que sucedia con los rayos ultravioletas y exploramos otras radiaciones que tambien resultaron importantes en causar este efecto de fotodegradacion sobre las plantas, como la verde y la azul», dijo Ballare.
Luego de haber estado expuestos al sol, con diferentes tipos de filtros y periodos, los materiales se pusieron a descomponer en contacto con el suelo para estudiar la accion de los microorganismos. Los resultados llamaron la atencion de los investigadores por el importante aumento en la descomposicion de los materiales expuestos a la radiacion solar. Segun informo Austin: «En algunos casos encontramos diferencias del 100% en la velocidad de descomposicion de la hojarasca cuando habia estado expuesta al sol». Este incremento fue mayor en las especies herbaceas, respecto de las leñosas (siempre en relacion a las hojas, no a la madera), por razones que aun los cientificos desconocen. «Nunca antes se habian cuantificado estos efectos en forma detallada», destaco.
Se expusieron a la radiacion solar restos de diferentes especies vegetales con diferentes longitudes de onda.
Actualmente se estan comenzando a realizar ensayos a campo, en condiciones naturales: «Los resultados preliminares indican que, por lo menos en la Patagonia, el efecto de la exposicion al sol sobre la descomposicion es mayor al que se obtuvo en los experimentos que realizamos en la FAUBA. En algunos casos encontramos que la velocidad de descomposicion de la hojarasca era 300% mayor que la de los materiales que no estuvieron expuestos previamente a la luz solar», dijo Austin.
Ballare apunto que en futuros experimentos tambien compararan sistemas con diferentes regimenes de lluvia: «Sospechamos que la epoca del año en que los materiales estan expuestos al sol tambien influye en este proceso, segun el regimen de lluvias de cada region».
Biocombustibles y fertilidad
«Si bien nuestro interes es entender que sucede con la descomposicion de la materia organica y el ciclo de carbono en los ecosistemas terrestres, hay otras derivaciones de interes», informo Ballare.
Una de estas derivaciones se relaciona con los biocombustibles: «Cuando se quiere obtener alcohol a partir de rastrojos, por ejemplo, los microorganismos generan ese alcohol a partir de consumir hidratos de carbono que estan en el material senescente, pero se encuentran con el problema de la lignina, que disminuye el rendimiento del bioreactor porque le dificulta a los microorganismos el acceso a dichos carbohidratos. Por eso hay muchos proyectos biotecnologicos tratando de bajar el contenido de lignina en materiales que luego se van a utilizar para elaborar biocombustibles», dijo, y agrego: «Nuestro entendimiento del efecto de la radiacion solar sobre las paredes celulares puede ayudar a comprender mejor los mecanismos de descomposicion, con potenciales aplicaciones tecnologicas».
En siembre directa la velocidad de la descomposicion de los residuos podria incidir sobre la fertilidad de los suelos
Por su parte, Austin destaco que el trabajo tambien podria arrojar luz sobre mecanismos que regulan la fertilidad de los suelos: «Seguramente, en los agro-ecosistemas, esta interaccion que hallamos entre la radiacion solar y la descomposicion es mas evidente en siembra directa. En la agricultura que se realiza sin labranza, donde los rastrojos estan expuestos al sol despues de la cosecha, este efecto seria muy importante ya que determinaria la velocidad de la descomposicion de esos residuos».
«La fotodegradacion de los residuos puede tener un efecto sobre la fertilidad del suelo, tanto en sistemas cultivados como naturales. Si aumenta la descomposicion, tambien aumenta el reciclaje de carbono y de nutrientes. Esta es otra linea en la que nos gustaria avanzar a futuro, porque dentro del material senescente hay carbono, pero tambien hay nitrogeno, fosforo y otros nutrientes. Al aumentar la velocidad de descomposicion tambien se aceleracion la liberacion de los nutrientes», concluyo.