La teoría ecológica aceptada dice que los suelos pobres limitan la productividad de los bosques tropicales, pero agregar nutrientes como fertilizante rara vez aumenta el crecimiento de los árboles, lo que sugiere que, después de todo, la productividad no está limitada por los nutrientes. Los investigadores del Instituto Smithsonian de Investigaciones Tropicales (STRI) resolvieron esta aparente contradicción, mostrando que el fósforo limita el crecimiento de especies de árboles individuales pero no de comunidades forestales enteras. Sus resultados, publicado en línea en Naturaleza , 8 de marzo, tienen amplias implicaciones para comprender el crecimiento y el cambio de los bosques.

Vastas áreas de los trópicos se encuentran en paisajes antiguos donde los nutrientes derivados de las rocas han sido lixiviados por años de fuertes lluvias. El fósforo es particularmente escaso, porque los óxidos de hierro que dan a los suelos tropicales su característico color rojo se unen al fósforo, haciéndolo no disponible para las plantas. Sin embargo, la adición de fertilizantes a diversos bosques en África, El sudeste de Asia y las Américas no ha aumentado el crecimiento de los árboles. El único lugar donde la fertilización resultó en un mayor crecimiento de árboles fue en Hawai, donde el bosque está dominado por una sola especie de árbol.

Una forma alternativa de estudiar la limitación de nutrientes es comparando las tasas de crecimiento de los árboles en los bosques que naturalmente difieren en la disponibilidad de nutrientes del suelo:el pequeño pero altamente biodiverso país tropical de Panamá proporciona un escenario perfecto para esto. La compleja geología del centro de Panamá significa que los niveles naturales de fósforo disponible para las plantas en el suelo varían más de 300 veces, similar al rango de disponibilidad de fosfato en los suelos tropicales de todo el mundo. Y debido a que los suelos en Panamá también varían en humedad y otros nutrientes como el nitrógeno, calcio y potasio, los investigadores pueden estudiar los efectos de estas variables sobre el crecimiento al mismo tiempo.

Para examinar el efecto del fósforo en el crecimiento de los árboles, los investigadores midieron 19, 000 árboles individuales en 541 especies diferentes de árboles en una serie de parcelas de monitoreo forestal a largo plazo que forman parte de la red Forest Global Earth Observatory (Smithsonian ForestGEO) administrada por el Centro de Ciencias de los Bosques Tropicales de STRI. De media, las tasas de crecimiento de especies de árboles individuales aumentaron en suelos con niveles más altos de fósforo disponible para las plantas, coherente con la teoría ecológica. Asombrosamente, sin embargo, las especies de árboles que ocurrieron en suelos con bajo contenido de fósforo crecieron más rápido, de media, que las especies que crecen en suelos con alto contenido de fósforo. Y en un giro final La variación en las especies de árboles presentes en las parcelas significó que las tasas de crecimiento de toda la comunidad no cambiaron de acuerdo con el nivel de fósforo del suelo.

"Descubrir que las especies adaptadas a suelos con bajo contenido de fósforo están creciendo tan rápido fue una verdadera sorpresa, "dijo Ben Turner, Científico del personal de STRI, quien dirigió el estudio. "Todavía no entendemos por qué ocurre esto, ni por qué las especies con alto contenido de fósforo no crecen más rápido de lo que lo hacen. Quizás los árboles invierten más fósforo en la reproducción que en el crecimiento, por ejemplo, porque semillas, las frutas y el polen son ricos en fósforo. Por ahora, Estos resultados nos ayudan a comprender cómo la fertilidad del suelo influye en el crecimiento de los árboles en los bosques tropicales. y demostrar una vez más el poder de la diversidad tropical para sorprendernos ".

"Este estudio destaca nuestra comprensión limitada de cómo las plantas se enfrentan a suelos pobres en fósforo, un desafío significativo para los agricultores en gran parte de los trópicos, "dijo Jim Dalling, Investigador asociado de STRI y profesor y director del Departamento de Biología Vegetal de la Universidad de Illinois Urbana-Champaign. "La comparación de cómo las plantas adaptadas a la disponibilidad de fósforo alta versus baja adquieren y usan este nutriente crítico podría sugerir nuevos enfoques para aumentar la producción de alimentos sin depender de fertilizantes costosos".