La polinización es vital para muchas plantas, y los nutrientes presentes en el suelo antes de que estas plantas germinen pueden afectar su atractivo para los polinizadores, según una investigación dirigida por Penn State.
por Katie Bohn, Universidad Estatal de Pensilvania
En un estudio con plantas de pepino , los investigadores encontraron que, en general, mayores cantidades de nitrógeno y fósforo en el suelo dieron como resultado plantas más grandes y una exhibición floral, incluido el número y el tamaño de las flores, lo que aumentó el atractivo para los polinizadores y aumentó la producción de frutos .
Sin embargo, también encontraron que, independientemente de los niveles de nitrógeno y fósforo , las «recompensas» de los polinizadores, como el contenido de azúcar en el néctar, la cantidad de néctar en las flores femeninas y las concentraciones de proteínas y lípidos en el polen, permanecieron iguales.
Anthony Vaudo, científico biológico investigador del Servicio Forestal del USDA que dirigió la investigación mientras era becario postdoctoral en entomología en la Facultad de Ciencias Agrícolas de Penn State, dijo que estos hallazgos, publicados recientemente en Scientific Reports, sugieren que las plantas pueden priorizar estas recompensas en todas las condiciones para garantizar que atraen polinizadores.
«Descubrimos que una planta podría volverse más atractiva con la ayuda de ciertos nutrientes en el suelo, al tiempo que mantiene constante la calidad de sus recompensas, lo cual es necesario para que las abejas la visiten», dijo Vaudo. «Esto nos da pistas sobre cómo podemos restaurar mejor el suelo, por ejemplo, después de la perturbación de la actividad humana o los desastres naturales».
Según los investigadores, estudios previos han encontrado una asociación entre una mayor cantidad de nitrógeno y fósforo en el suelo y un crecimiento más rápido de las plantas, así como efectos positivos como el número y tamaño de las flores y el número y tamaño del polen. Sin embargo, se ha trabajado poco sobre cómo estos nutrientes afectan la atracción de polinizadores y, en última instancia, la reproducción de las plantas.
Christina Grozinger, Profesora de Entomología Publius Vergilius Maro en Penn State, dijo que debido a que las condiciones de los nutrientes del suelo pueden cambiar como resultado del uso de la tierra, el cambio climático y la gestión de la tierra , como los fertilizantes y el pastoreo del ganado, es vital aprender más sobre cómo estos Los nutrientes afectan el crecimiento de las plantas.
«Con tres cuartas partes de nuestros cultivos alimentarios que utilizan polinizadores para producir frutos y semillas, y más del 80 % de las plantas con flores se benefician de los polinizadores», dijo Grozinger, «es increíblemente importante que empecemos a comprender y predecir cómo estos cambios en las condiciones del suelo influir en las interacciones planta-polinizador tanto en los cultivos como en los paisajes naturales».
Para el estudio, los investigadores cultivaron plantas de pepino en invernaderos de Penn State. Trataron las plantas con una de cinco soluciones fertilizantes: un control que no tenía nitrógeno ni fósforo añadidos y otros cuatro con diferentes concentraciones y proporciones de nitrógeno y fósforo.
Los investigadores midieron varias características de las plantas, incluida la altura y la biomasa aérea, el tamaño de las flores masculinas y femeninas de cada planta, cuántas flores produjo cada planta, cuánto tiempo tardaron las plantas en comenzar a producir flores después de la siembra y cuántas pepinos producidos por cada planta. También analizaron el néctar y el polen de las flores, así como la frecuencia con la que los abejorros visitaban las flores.
Después de analizar los datos, los investigadores descubrieron que, si bien una mayor cantidad de nitrógeno y fósforo generalmente se asociaba con un mayor crecimiento, atractivo para los polinizadores y producción de frutos, los niveles muy altos de nitrógeno comenzaron a tener efectos negativos en algunos de estos rasgos. Sin embargo, el aumento de los niveles de fósforo podría mitigar esto.
En general, encontraron que la proporción ideal de nitrógeno a fósforo que probaron fue de 4:1, lo que resultó en el mejor crecimiento general, atracción de polinizadores y reproducción.
Junpeng Mu, investigador de la Universidad Normal de Mianyang que visitó Penn State mientras trabajaba en este proyecto, dijo que pensaba que era particularmente interesante que ciertos rasgos de las flores masculinas, como el número y el tamaño de las flores por planta, la concentración de néctar y el número de polen por planta. flor—variaba con los nutrientes del suelo, pero no así las características de las flores femeninas.
«Estos hallazgos nos dan una mejor comprensión de los mecanismos que subyacen a las interacciones entre las plantas y los polinizadores», dijo Mu, «así como las operaciones del ecosistema agrícola».
Además, Vaudo dijo que espera que los hallazgos también sean útiles en su puesto actual, en el que formará parte de un esfuerzo para rehabilitar áreas de bosques que han sido talados. Dijo que el suelo es a menudo muy compacto por la maquinaria pesada que ha rodado por estas áreas, además de carecer de nutrientes.
«Después de aflojar el suelo, aplicaremos un material llamado biocarbón para aumentar la capacidad del suelo para retener agua y unir nutrientes», dijo Vaudo. «Luego, podemos comenzar a reintroducir plantas y polinizadores en el área. Estoy agradecido de tener la experiencia de este estudio, que me brindó un buen punto de partida para hacer algunas aplicaciones en la vida real».
Más información: Anthony D. Vaudo et al, Impactos de la nutrición del suelo en los rasgos florales, la atracción de polinizadores y la aptitud en pepinos (Cucumis sativus L.), Scientific Reports (2022). DOI: 10.1038/s41598-022-26164-4
