El equipo de investigación llevó a cabo un experimento de campo integral llamado Observatorio Biogeoquímico para la Investigación del Carbono, el Agua y la Energía (BOCWER) en la División de Ciencias Ambientales del ORNL. El experimento BOCWER involucra 96 grandes parcelas de campo que han sido plantadas con diferentes combinaciones de tres especies de plantas nativas (álamo amarillo, roble blanco y pino taeda) desde 2016.
Al monitorear el crecimiento de las plantas, las condiciones del suelo y las comunidades microbianas en estas parcelas durante varios años, los científicos intentaron comprender cómo las plantas influyen en el ambiente del suelo y cómo la biota del suelo, a su vez, afecta el crecimiento de las plantas y el funcionamiento del ecosistema.
"Nuestro estudio demuestra que las plantas tienen distintos impactos en las propiedades del suelo y las comunidades microbianas, que a su vez influyen en el crecimiento y el rendimiento de las propias plantas", dijo el coautor del estudio Adam Pellegrini, investigador postdoctoral en la División de Ciencias Ambientales de ORNL. "Estos hallazgos resaltan la interconexión de las plantas y la biota del suelo y sus roles cruciales en la configuración de la estructura y función del ecosistema".
Los investigadores observaron que diferentes especies de plantas tenían un impacto significativo en la química del suelo, el ciclo de nutrientes y la composición de la comunidad microbiana. Por ejemplo, las parcelas con álamo amarillo tenían mayor contenido de nitrógeno en el suelo y actividad microbiana en comparación con las parcelas con roble blanco o pino taeda. Por el contrario, el suelo en parcelas con pino taeda tenía niveles más bajos de nitrógeno y una estructura de comunidad microbiana distinta.
Además, el estudio encontró que las interacciones entre las plantas y la biota del suelo evolucionaron con el tiempo. A medida que las comunidades de plantas maduraron, la influencia de las comunidades microbianas del suelo en el crecimiento de las plantas se hizo más pronunciada. Esto sugiere que la coevolución de las plantas y la biota del suelo es un proceso continuo que da forma a la dinámica de los ecosistemas a largo plazo.
"Nuestros hallazgos subrayan la importancia de considerar las interacciones planta-suelo y la dinámica de la comunidad microbiana al estudiar y gestionar los ecosistemas", dijo el coautor Christopher Brown, científico investigador de la División de Ciencias Ambientales de ORNL. "Al comprender estas relaciones, podemos predecir mejor cómo responderán los ecosistemas a los cambios ambientales y desarrollar estrategias para mejorar su resiliencia y sostenibilidad".
El experimento BOCWER es una plataforma única para estudiar las complejas interacciones entre plantas, suelo y comunidades microbianas en un ambiente controlado. La naturaleza a largo plazo del experimento permite a los investigadores rastrear estas interacciones a lo largo del tiempo, proporcionando información valiosa sobre los mecanismos que impulsan el desarrollo y la función de los ecosistemas.
