Aunque el enraizamiento en suelos fuertes se ha estudiado ampliamente a nivel 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 las diferencias en la penetrabilidad de las diferentes clases de raíces y los perfiles de densidad aparente que se encuentran en suelos reales 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 del 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 están obstruidas, alcanzan un volumen menor y tienen acceso a menos nutrientes en el suelo. Esto a su vez reduce la productividad agrícola. Por lo tanto, sería útil comprender cómo interactúan las raíces con los suelos. Strock y sus colegas dicen en su artículo que hay investigaciones al respecto, pero van más allá.

“Aunque muchos de los procesos que rodean la penetración en los ejes de las raíces individuales se comprenden bien, 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. En la actualidad, los datos empíricos sobre la estructura del suelo y la densidad de la longitud de las raíces son escasos porque las mediciones de campo necesarias para evaluar adecuadamente estas interacciones son complejas y tediosas”.

El equipo utilizó un nuevo módulo para el modelo de planta OpenSimRoot, que tiene en cuenta 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 estudiar cómo las diferentes clases de raíces diferían en su capacidad para penetrar suelos de diferente dureza.

Strock y sus colegas descubrieron que los suelos con arado y gradientes de densidad aparente afectaban el tamaño general del sistema de raíces, la distribución y el costo del carbono. Los suelos con altas densidades aparentes en profundidad dificultaron la profundidad de enraizamiento y redujeron la lixiviación de nitratos, lo que mejoró la concordancia entre la longitud de las raíces y el nitrógeno.

Strock y sus colegas concluyen: “Si bien el aumento de la penetrabilidad 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, mejorando así la absorción de N y la biomasa de los brotes. Aunque la penetrabilidad mejorada de ambas clases de raíces se asoció con mayores costos de carbono del sistema de raíces, estos se vieron compensados ​​por los beneficios de la aptitud de la planta de la exploración mejorada del suelo y el mapeo de recursos. Mientras que las raíces laterales constituyen la mayor parte de la longitud del sistema de raíces, las raíces axiales actúan como un andamio que determina la distribución de estas raíces laterales. En suelos con alta resistencia del suelo y lixiviación, los sistemas de raíces con mayor penetración de raíces axiales muestran una mayor distribución de la longitud de las raíces en profundidad, lo que mejora la absorción de recursos móviles”.

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Strock, CF, Rangarajan, H., Black, CK, Schäfer, ED y Lynch, JP (2022) “Evidencia teórica de que la capacidad de enraizamiento interactúa con los regímenes de compactación del suelo para afectar la absorción de nitrato”. Anales de botánicahttps://doi.org/10.1093/aob/mcab144