Vínculos entre Dinâmicas Populacionais Microbianas e Disponibilidade de Nitrogênio em um Ecossistema Alpino

Estudos anteriores sobre interações planta-microbo no ciclo do nitrogênio alpino revelaram uma separação sazonal do uso de N, com plantas absorvendo N principalmente durante os meses de verão e microrganismos imobilizando N principalmente durante os meses de outono. Com base nesses estudos, foi concluído que a competição por N entre plantas e microrganismos é minimizada ao longo desse gradiente sazonal. Neste estudo, examinamos mais profundamente os vínculos entre as dinâmicas populacionais microbianas e a disponibilidade de N para plantas em um prado seco alpino. Realizamos um estudo de campo durante todo o ano e realizamos experimentos com microrganismos do solo isolados. Com base em trabalhos anteriores neste ecossistema, hipotetizamos que a biomassa microbiana diminuiria antes da temporada de crescimento das plantas e liberaria N que se tornaria disponível para as plantas. A biomassa microbiana foi mais alta quando os solos estavam frios, no outono, inverno e início da primavera. Durante esse período, o N foi imobilizado na biomassa microbiana. Após o derretimento da neve na primavera, a biomassa microbiana diminuiu. Um pico na concentração de proteínas do solo foi observado nesse momento, seguido por picos nas concentrações de aminoácidos e amônio no solo no final de junho. As taxas de protease do solo estavam inicialmente altas após o derretimento da neve, diminuíram para abaixo dos limites de detecção no meio do verão e se recuperaram parcialmente no final do verão. A atividade proteolítica no solo estava saturada no início da temporada de crescimento e se tornou limitada por proteínas mais tarde no verão. Concluímos que o evento chave que controla a disponibilidade de N para as plantas alpinas ocorre após o derretimento da neve, quando as proteínas são liberadas da biomassa microbiana do inverno. Esse pulso de proteína fornece substrato para proteases do solo, que fornecem aminoácidos às plantas durante a temporada de crescimento. Em média, a biomassa microbiana foi menor no verão do que em outros momentos, embora a biomassa tenha flutuado amplamente durante o verão. Dentro dos meses de verão, o número máximo de microrganismos degradadores de aminoácidos e a quantidade máxima de biomassa microbiana coincidiram com o pico de aminoácidos no solo, quando as plantas estão mais ativas. Todas as cepas bacterianas isoladas dessa comunidade de verão tinham a capacidade de crescer rapidamente em baixas concentrações de aminoácidos e de degradar proteínas. Isso explica o resultado observado anteriormente de que a biomassa microbiana do solo pode competir fortemente com as plantas por N orgânico, apesar do desfasamento sazonal da absorção máxima de N pelas plantas e microrganismos.