Aunque la penetración de las raíces en suelos fuertes se ha estudiado intensamente a escala de ejes de raíces individuales, las interacciones entre las propiedades físicas del suelo y la alimentación del suelo por plantas enteras son menos claras. Christopher Strock y sus colegas investigaron cómo la variación en la capacidad de penetración de las distintas clases de raíces y los perfiles de densidad aparente comunes a los suelos del mundo real afectan las estrategias de alimentación del suelo.

La capacidad de una planta para penetrar el suelo varía con la compactación del suelo. Cuando los poros en el suelo están mal conectados y hay pocos espacios en el suelo, es difícil para una raíz empujar las partículas del suelo fuera del camino. Cuando las raíces se ven obstaculizadas, alcanzan un volumen menor y tienen acceso a menos nutrientes en la tierra. Esto, a su vez, reduce la productividad de la agricultura. Por lo tanto, sería útil comprender cómo interactúan las raíces con los suelos. Strock y sus colegas dicen en su artículo que se han realizado investigaciones al respecto, pero van más allá.

“Aunque muchos de los procesos que rodean la penetración de los ejes de las raíces individuales están bien investigados, las interacciones más amplias entre la estructura del suelo, los costos metabólicos de la exploración del suelo y la aptitud de la planta son menos claras. Actualmente, los datos empíricos que relacionan la estructura del suelo y la densidad de la longitud de la raíz son escasos debido a la naturaleza compleja y laboriosa de las mediciones de campo necesarias para evaluar adecuadamente estas interacciones”.

El equipo utilizó un nuevo módulo para el modelo de planta. OpenSimRoot que da cuenta de las interacciones entre las propiedades físicas del suelo, el crecimiento de las raíces y los costos metabólicos, lo que permite la simulación de escenarios de crecimiento más realistas. Usaron este modelo para examinar cómo las diferentes clases de raíces variaban en su capacidad para penetrar suelos de diferente dureza.

Strock y sus colegas encontraron que los suelos con bandejas de arado y gradientes de densidad aparente afectaban el tamaño general, la distribución y los costos de carbono del sistema de raíces. Los suelos con alta densidad aparente en profundidad impidieron la profundidad de enraizamiento y redujeron la lixiviación de nitrato, mejorando así la coincidencia de nitrógeno y longitud de raíz.

Strock y sus colegas concluyen: “Si bien el aumento de la capacidad de penetración de las clases de raíces axiales o laterales produjo sistemas de raíces de longitud neta comparable, la penetración mejorada de las raíces axiales aumentó la asignación de la longitud de la raíz en dominios más profundos, amplificando así la adquisición de N y la biomasa de los brotes. Aunque la capacidad de penetración mejorada de ambas clases de raíces se asoció con mayores costos de carbono del sistema de raíces, el beneficio para la aptitud de la planta de la exploración mejorada del suelo y la captura de recursos los compensó. Mientras que las raíces laterales comprenden la mayor parte de la longitud del sistema de raíces, las raíces axiales funcionan como un andamio que determina la distribución de estos laterales. En suelos con alta resistencia del suelo y lixiviación, los sistemas de raíces con mayor capacidad de penetración de las raíces axiales tienen una mayor distribución de la longitud de las raíces en profundidad, mejorando así la captura de recursos móviles”.

LEA EL ARTÍCULO:

Strock, CF, Rangarajan, H., Black, CK, Schäfer, ED y Lynch, JP (2022) "Evidencia teórica de que la capacidad de penetración de la raíz interactúa con los regímenes de compactación del suelo para afectar la captura de nitrato". Annals of Botany, https://doi.org/10.1093/aob/mcab144