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Las interacciones entre los árboles y el suelo son responsables de la provisión de numerosos servicios ecosistémicos del bosque, como el secuestro de carbono, la protección de la erosión, la mejora de la fertilidad o la estabilización de contaminantes.

En el XXV Congreso Mundial de la IUFRO (Unión Internacional de Organizaciones de Investigación Forestal) que ha tenido lugar en Curitiba (Brasil) del 29 septiembre al 5 octubre, se ha dedicado una sesión (E8d,g) a las “Interacciones planta-suelo en bosques”.

En esta sesión se ha presentado una comunicación oral con la síntesis de los principales resultados del proyecto INTARSU sobre las interacciones entre el arbolado y el suelo en el Corredor Verde del Guadiamar (Sevilla, España).

1) Las diferentes especies de árbol afectan a las propiedades del suelo de forma diferente. Por ejemplo, el pH del suelo bajo pinos (Pinus pinea) y encinas (Quercus ilex) fue inferior que bajo otras cinco especies arbóreas de la misma zona de estudio. Estas diferencias de pH tienen importantes consecuencias en la movilidad de los elementos traza y su transferencia a las plantas (Madejón et al., 2018, Catena 166: 34-43).

2) La micobiota del suelo fue diferente en diversidad y composición bajo acebuche (Olea europaea), pino piñonero (Pinus pinea) y álamo blanco (Polulus alba), y respecto al pastizal adyacente. La aforestación representó un incremento del 100% de la diversidad fúngica del suelo, respecto a una zona recuperada (solo con pastizal). Se identificaron un total de 6.535 OTUs (unidades taxonómicas operativas) que representa una estima de la diversidad gamma de los hongos del suelo en la zona de estudio (Gil-Martínez et al., en preparación).

La diversidad funcional (según la base de datos FUNGuild) estuvo representada principalmente por tres grupos funcionales: saprótrofos (68% de los OTUs), patógenos/parásitos (18%) y micorrizas (12%). Dentro del grupo de hongos micorrícicos, los arbusculares estuvieron asociados a las muestras de suelo bajo acebuche y en pastizal, mientras que las ectomicorrizas fueron abundantes en el suelo bajo álamo y bajo pino.

3) El caso de los hongos micorrícicos es relevante por su simbiosis con los árboles. Se estudiaron las comunidades de hongos ectomicorrícicos muestreando los ápices radicales en 40 encinas (Q. ilex) distribuidas en 4 sitios del Corredor Verde. Se identificaron 55 OTUs, con una media de 3,8 especies de hongo por árbol. Los parámetros químicos del suelo que tuvieron mayor influencia sobre la composición de las comunidades fúngicas fueron el contenido total de carbono y las concentraciones de calcio, cobre, níquel y cinc (López-García et al., 2018, Soil Biol Biochem 121: 202-211).

A su vez, la composición de las comunidades de hongos ectomicorrícicos tuvo influencia significativa sobre algunos procesos suelo-árbol, como la acumulación de fósforo en las hojas, y la tasa de transferencia de cinc del suelo a la raíz (Gil-Martínez et al., 2018, Front Plant Sci : 1682).

4) Los hongos del suelo tienen un papel importante en la descomposición de la materia orgánica y el ciclado de nutrientes, mediante la acción de enzimas extracelulares. Se ha comprobado que la actividad de beta-glucosidasa (enzima que contribuye a la degradación de la celulosa) en el suelo bajo álamos y pinos fue casi el doble que bajo acebuche y en pastizal adyacente. Se puede inferir un proceso de retroalimentación de las diferentes especies de árbol influyendo sobre la composición y abundancia de hongos del suelo, y la tasa de actividad enzimática, que a su vez promueve la descomposición de la materia orgánica y la liberación de nutrientes, que son captados por el árbol (Gil-Martínez et al., 2018, Proc. Mine Closure 2018, Leipzig, pp. 636-647).

Como síntesis, existen interacciones complejas entre el subsistema aéreo y el subterráneo de un ecosistema forestal. Se han mostrado diversos ejemplos de procesos de retroalimentación árbol-microbiota-suelo en el Corredor Verde del Guadiamar. La captación de metales por el árbol está influida por el pH del suelo, que a su vez puede ser modificado por las características de la hojarasca y los exudados de las raíces. La composición y diversidad de los hongos del suelo forestal está afectada por la identidad del árbol; por otra parte, las comunidades de hongos micorrícicos influyen sobre propiedades del árbol, como la concentración foliar de fósforo y la transferencia suelo-raíz de cinc. Los árboles influyen sobre las actividades enzimáticas en el suelo, que a su vez afectan al ciclado de nutrientes y a su captación por los árboles.

La copia en pdf de las diapositivas de la presentación oral se puede consultar en Digital CSIC.

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En el pasado mes de junio, entre los días 23-28, se celebró en la ciudad de Sevilla el 8º Simposio Internacional de Interacciones del Suelo Mineral con Componentes Orgánicos y Microorganismos. Este simposio fue organizado por la Comisión 2.5 perteneciente a la International Union of Soil Sciences (IUSS). La temática específica elegida para este simposio fue la de entender las reacciones interfase de los suelos para lograr una gestión sostenible de los suelos y mitigar el cambio climático.

Desde el Proyecto INTARSU tuvimos la oportunidad de participar en este simposio en la sesión científica titulada “Dinámica de contaminantes en la interfaz del suelo – ¿qué es lo más novedoso y cómo puede la biotecnología ambiental beneficiar a la restauración del suelo y biorremediación?”

Marta Gil Martínez realizó una presentación oral titulada “Tree species effect on soil organic matter and soil microorganisms in trace element contaminated soils” donde presentó los últimos resultados obtenidos del estudio de los efectos de la fitorremediación en suelos contaminados por elementos traza tras el vertido minero de Aznacólllar en 1998. En este estudio se realizó un exhaustivo estudio de los cambios en la materia orgánica del suelo debajo de tres especies de árboles: acebuche, álamo blanco y pino piñonero, y en unza zona sin árbol dominada por especies herbáceas. Además se muestrearon dos zonas localizadas a 15 y 30 km del punto de vertido para estudiar, también, cómo varían los efectos de estos árboles según las propiedades físicas y químicas de los suelos.

Los objetivos de este estudio fueron:

  • Evaluar el efecto de estas especies en diferentes fracciones de la materia orgánica del suelo, tras 15 años de crecimiento arbóreo como parte del programa de fitorremediación.
  • Analizar la influencia de la actividad microbiana en dos zonas contrastadas con diferente estado de degradación.

Los resultados obtenidos de este estudio mostraron que la zona Norte (más cercana a la mina) posee mayor disponibilidad de elementos traza debido al pH ácido y el bajo contenido de materia orgánica del suelo. Entre las especies estudiadas, el pino piñonero tuvo un efecto acidificador en esta zona pero no en la zona Sur (más lejana a la mina) debido al pH neutro y mayor poder tamponador de estos suelos. Este efecto del pino está explicado por el análisis de infrarrojos, el cual mostró en la hojarasca del pino y en los suelos bajo esta especie unos picos característicos de grupos funcionales ácidos (pectinas, resinas y ceras), que no aparecieron en otras especies.

Los efectos de la fitorremediación presentaron un efecto positivo en la cantidad de materia orgánica, comparado con las zonas sin árboles, y esto se vio reflejado en una mayor biomasa microbiana.

Entre las conclusiones de este estudio destacamos el potencial del pino piñonero para acidificar el suelo, pero también esta especie genera una gran cantidad de hojarasca aumentando la materia orgánica del suelo. Además se ha encontrado que la reforestación ha aumentado la biomasa microbiana, por lo tanto, se están recuperando nuevas funcionalidades en los suelos.

Puedes acceder a la presentación en este enlace:

Gil-Martínez M, Fernández Boy ME, Marañón T, Montero González JF, Navarro-Fernández CM, Domínguez MT (2019). Tree species effect on soil organic matter and soil microorganisms in trace element contaminated soils. 8th International Symposium on Interactions of Soil Minerals with Organic Components and Microorganisms (Sevilla).

Acaba de nacer la Sociedad Ibérica de Ecología SIBECOL la cual agrupa científicos/as y profesionales portugueses y españoles de todas las áreas de la ecología: teórica, terrestre, marina y de aguas continentales. Su principal fin es fomentar la ecología y dar a conocer los trabajos científicos que se están realizando en sus distintos ámbitos.

Para celebrar la creación de la Sociedad y conocer los nuevos avances científicos en ecología, el pasado 4-7 de febrero se celebró el Primer Congreso SIBECOL, junto con la XIV Reunión de la Asociación Española de Ecología Terrestre (AEET). El lugar de celebración fue la Facultad de Biología de la Universidad de Barcelona (España).

Este congreso se celebró en un tiempo y lugar emblemático debido a que en 2019 se conmemora el centenario del Profesor Ramon Margalef. Margalef se erigió como uno de los ecólogos más relevantes del siglo XX y se convirtió en el primer profesor de Ecología de España en la Universidad de Barcelona, ​​donde tuvimos la oportunidad de reunirnos todos los ecólogos ibéricos.

Desde el Proyecto INTARSU no quisimos perdernos este importante evento para la ecología y tuvimos la oportunidad de presentar nuestro último estudio con un póster titulado “Phytostabilisation of trace elements with different tree species revealed a species-specific effect on soil functioning”. Este trabajo ha sido posible gracias a la colaboración de investigadores del IRNAS-CSIC, la Universidad de Sevilla y la Universidad de Reading (Reino Unido). Fue presentado en la Sesión Temática 14 “Organisms and ecosystem responses to global change in soils and sediments”, organizada por el Grupo Interacciones Planta-Suelo de la AEET.

En este trabajo presentamos los efectos que diferentes especies de árboles (acebuche, álamo blanco y pino piñonero) generan en las propiedades abióticas y bióticas del suelo. La zona de estudio, conocida como el Corredor Verde del Guadiamar (Sevilla), sufrió en 1998 una grave contaminación debido al vertido minero de Aználcollar. Tras un proceso de remediación del área afectada, diferentes especies de árboles y arbustos fueron plantadas y 15 años después estos árboles han generado cambios en el suelo. En relación a los nutrientes del suelo hemos encontrado que la cobertura con árboles ha aumentado la fertilidad de los suelos en comparación con suelos cubiertos por plantas herbáceas. Entre las especies estudiadas, la plantación de álamo blanco ha ayudado a neutralizar el pH del suelo, sin embargo, el pino piñonero ha acidificado el suelo, lo cual es un efecto no deseado ya que está aumentando la disponibilidad de elementos traza. La actividad microbiana del suelo ha presentado diferencias entre las especies de árboles y hemos encontrado que las actividades enzimáticas que controlan los ciclos de C, N y P son altamente dependientes del pH del suelo. En resumen, hemos observado que existe un efecto de las especies plantadas en los suelos con consecuencias directas en la funcionalidad del suelo.

Gil-Martínez, Marta; Domínguez, María Teresa; Navarro-Fernández, Carmen María; Tibbett, Mark; Marañón, Teodoro (2019). Phytostabilisation of trace elements with different tree species revealed a species-specific effect on soil functioning. En: Abstract book. 1st Meeting of the Iberian Ecological Society & XIV AEET Meeting. Ecology: an integrative science in the Anthropocene. February 4-7, 2019, Barcelona (Spain), page 269. AEET, Madrid, DOI: 10.7818/SIBECOLandAEETmeeting.2019.

El pasado mes de septiembre se celebró la 12ª Conferencia Internacional de Cierre de Minas en Leipzig (Alemania). Este congreso, organizado por la Technical University Bergakademie Freiberg, es uno de los referentes a nivel mundial entre los profesionales que desarrollan su actividad en el sector de cierre de minas. Los principales temas que se trataron y que preocupan en el sector son: establecer planes integrados de vida en la minería, diseñar usos del suelo sostenibles desde el punto de vista social y ambiental, aumentar el valor del escenario post-minería, y establecer ecosistemas estables y autorregenerativos, entre otros.

Debido a la urgente  necesidad de mejorar la recuperación de zonas mineras ya abandonadas y en proceso de cierre, investigadores del IRNAS-CSIC, la Universidad de Sevilla, la Universidad de Reading y la Haute École Condorcet han colaborado para presentar un artículo y una comunicación oral en esta conferencia.

Gil-Martínez M, Domínguez MT, Navarro-Fernández CM, Crompot H, Tibbett M , Marañón T (2018). Long-term effects of trace elements contamination on soil microbial biomass and enzyme activities, in C Drebenstedt, F von Bismarck, A Fourie & M Tibbett (eds), Proceedings of the 12th International Conference on Mine Closure, Technical University Bergakademie Freiberg, Germany, pp. 633-644.

Se han presentado los resultados de la aplicación de una estrategia de fitoestabilización en zonas mineras contaminadas por metales pesados. En la zona de estudio del Corrredor Verde del Guadiamar, donde la fitoestabilización lleva sucediendo durante 19 años, se ha descubierto cómo la forestación mejora la fertilidad y biomasa microbiana del suelo, lo que indica una mejor calidad de este. Además se ha visto cómo diferentes especies arbóreas tienen un efecto diferente en el suelo y sus comunidades microbianas. El álamo blanco es una especie que ayuda a neutralizar el suelo y recuperar niveles adecuados de nutrientes en el suelo. En cambio, el pino piñonero acidifica el suelo, aumentando la disponibilidad de metales pesados y reduciendo las comunidades microbianas. Por lo tanto, en la forestación es recomendable adecuar las especies a las condiciones específicas de la zona minera a recuperar.

Durante esta conferencia, Marta Gil-Martínez investigadora predoctoral del IRNAS-CSIC, pudo visitar el Proyecto de Remediación de Relaves de las Minas de Uranio de Wismut, el cual comenzó en 1991 y en la actualidad siguen los trabajos de limpieza, de perfilado y de establecimiento de cubiertas. La última cubierta consiste en diferentes tipos de vegetación para establecer zonas de bosque y zonas abiertas de herbáceas, para maximizar la biodiversidad.