Raíces vivas y en descomposición como reguladoras de la agregación del suelo y formación de materia orgánica—desde la rizosfera hasta la detritusfera

En ecosistemas de tierras secas, típicamente caracterizados por vegetación escasa y escasez de nutrientes, las plantas pioneras desempeñan un papel crítico en la acumulación de carbono del suelo (C). Las entradas continuas de C derivadas de las raíces, incluyendo la rizodeposición y el material de raíces estructurales, crean focos de actividad microbiana aumentada y disponibilidad de nutrientes donde se promueven procesos biogeoquímicos, como la agregación del suelo y la acumulación y estabilización de materia orgánica (OM). Nuestro estudio tiene como objetivo desentrañar los efectos de las entradas de C de raíz en la formación de agregados del suelo, las estructuras de la comunidad microbiana y en el destino de la OM—tanto antes como después de la muerte de la planta, es decir, durante la transición de la rizosfera a la detritusfera. Esto se realizó en un enfoque de incubación en dos fases, rastreando la transición natural y no perturbada del crecimiento a la posterior descomposición de un sistema de raíces de planta pionera (Helenium aromaticum) en un suelo superior y subsuelo semiárido. Cuantificamos agregados estables al agua, investigamos el destino y composición de la OM separada en fracciones de OM particulada y asociada a minerales (POM y MAOM), y observamos cambios sucesionales en el microbioma asociado a las raíces. Nuestros resultados subrayan la importancia de las raíces como vectores de macroagregación dentro de la rizosfera tanto en el suelo superior como en el subsuelo, asociado a un aumento particularmente fuerte en la abundancia de hongos en el subsuelo. En el suelo superior, identificamos efectos de legado radicular en la detritusfera, ya que la macroagregación inducida por raíces persistió después de la muerte de la planta, un fenómeno no observado en el subsuelo. Estos efectos de legado radicular fueron acompañados por una clara sucesión hacia bacterias gram +, que parecieron competir con los hongos durante la descomposición de las raíces. La mayor disponibilidad de superficies de material en descomposición facilitó aún más la protección de OM particulada a través de la oclusión en agregados. En general, para obtener una comprensión holística de las interacciones planta-microbio-suelo, enfatizamos la necesidad de más estudios que abarquen toda la dimensión temporal desde plantas vivas hasta moribundas en sistemas de suelo intactos.