Exuda en la punta de una raíz de maíz. Crédito:Glyn Bengough
A medida que avanza la temporada de crecimiento, es posible que no se dé cuenta de lo que está sucediendo con las plantas debajo del suelo. La mayoría de nosotros prestamos atención a los nuevos brotes, tallos, sale de, y eventualmente las flores y la cosecha que pretendemos cultivar. Podríamos pensar en las raíces como necesarias, pero poco interesante, partes del proceso de producción de cultivos.
Paul Hallett y su equipo no están de acuerdo. Se enfocan en lo que sucede en el suelo con las raíces de la planta.
La zona de suelo que rodea las raíces de una planta se llama rizosfera. Es la combinación de las palabras latinas para "raíz" y "área". Y es un lugar concurrido para procesos de producción de cultivos importantes pero ocultos.
En la rizosfera, las plantas producen una variedad de compuestos químicos llamados exudados. Hallett y sus colegas investigadores de la Universidad de Aberdeen analizan los efectos que tienen los exudados en la planta y la comunidad del suelo circundante. Su trabajo único toma medidas a pequeña escala cerca de la superficie de las raíces. Las propiedades aquí pueden ser muy diferentes al resto del suelo.
"Las raíces secretan continuamente sustancias químicas en el suelo como una forma de liberar nutrientes que se adhieren a las partículas del suelo, "dice Hallett. En la digestión humana, el estómago segrega jugos gástricos para ayudar a descomponer los alimentos; los exudados son el equivalente vegetal de los jugos gástricos.
Hallett describe la composición química de los exudados como "un verdadero cóctel o 'buffet' de recursos para cualquier cosa en la rizosfera". Además de ayudar a las plantas a obtener nutrientes, los exudados son fuentes de alimento para los microbios que son una parte importante del microbioma del suelo.
En el centro de la imagen se ve una raíz de cebada. Usando una técnica de segmentación de aprendizaje automático, los poros del suelo se han separado en diferentes tamaños. La barra de escala es el tamaño de los poros en micrones. Crédito:Instalación del sincrotrón Diamond Light
Los exudados también tienen un papel importante en la unión del suelo. Las raíces y los hongos que viven en el suelo mantienen juntos grandes grupos de suelo, pero los exudados funcionan a nivel micro. Como pegamento, mantienen unidas las partículas del suelo en importantes redes mecánicas. Los científicos del suelo llaman a estas redes de suelos agregados.
Mientras que los efectos aglutinantes de las raíces y las redes de hongos suelen ser a largo plazo, La influencia de los exudados en el suelo puede ser fugaz. "Los exudados de las raíces no durarán mucho tiempo en el suelo en su forma original, a medida que son consumidos y transformados por microbios, "dice Hallett. Este proceso puede destruir completamente el exudado o crear compuestos aún mejores para unir las partículas del suelo.
"Los exudados de las raíces de las plantas tienen un impacto masivo en la formación de agregados, "dice Hallett." Lo hacen de varias maneras, incluso actuar como pegamentos o cambiar la rapidez con que la rizosfera se humedece y se seca con la lluvia y la evaporación ".
El equipo de Hallett investigó los efectos de los exudados en diferentes tipos de suelo. Investigaron ambientes con una textura de suelo franco arenoso versus una textura franco arcillosa. Esto es importante porque las reacciones químicas entre los exudados y las partículas del suelo varían según el tipo de suelo.
Los investigadores Glyn Bengough y Nico Koebernick tomaron muestras de un experimento de campo plantado con cebada que tiene diferentes propiedades de pelo de raíz:(i) tipo salvaje original, (ii) sin pelos radiculares, (iii) pelos de raíz corta, (iv) pelos radiculares largos y (v) una variedad comercial con un sistema radicular muy fibroso y peludo. Se están recolectando muestras intactas para la obtención de imágenes por rayos X CT, de modo que se pueda explorar el efecto de los pelos radiculares en la estructura de los poros del suelo. Crédito:Paul Hallett.
También investigaron varios exudados de plantas de cebada y maíz. Descubrieron que los exudados de la cebada aumentaban qué tan bien se unían las partículas del suelo, pero no tanto como el maíz. También encontraron que, si bien los exudados de cebada no afectaban la repelencia al agua del suelo, los exudados de maíz lo hicieron.
Investigaciones como la de Hallett muestran que durante la temporada de crecimiento, y más allá, hay interacciones delicadas entre cada planta y el suelo circundante. Todas estas interacciones afectan la cantidad de agua que es capturada por el suelo y absorbida por las plantas. La producción de exudados también afecta qué tan bien las plantas pueden extraer nutrientes vitales del suelo, e incluso afecta al suelo en la rizosfera.
La investigación futura del equipo de Hallett incluirá observar la producción de exudado a lo largo de las raíces de las plantas. También mirarán la edad de las raíces, y si las raíces más jóvenes producen exudados con diferentes cualidades de retención de suelo y absorción de agua.
