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Cómo responden los pastizales al cambio climático

Cómo responden los pastizales al cambio climático
Hierbas en el campo experimental de Rothamsted Research. Crédito: Investigación Rothamsted

«Con base en experimentos de campo con una mayor concentración de dióxido de carbono, calentamiento artificial y suministro de agua modificado, los científicos comprenden bastante bien cómo afectará el cambio climático futuro a la vegetación de los pastizales.


por la Universidad Técnica de Munich

Ese conocimiento falta en gran medida para los efectos que ya ocurrieron en el siglo pasado», dice Hans Schnyder, profesor de pastizales en el TUM.

Con base en el Experimento Park Grass en Rothamsted, los investigadores ahora han demostrado que los efectos futuros predichos del cambio climático sobre el estado de los nutrientes de la vegetación de los pastizales ya se han afianzado en el último siglo.

Los mecanismos intrínsecos de la planta responden al aumento de CO 2

Desde 1856, la investigación en Rothamsted ha estado probando los efectos de diferentes aplicaciones de fertilizantes sobre el rendimiento del rendimiento y la composición botánica de las praderas de heno. El material recolectado se ha archivado desde que comenzó el experimento. Este material está ahora disponible para los investigadores para estudios del estado de los nutrientes de la vegetación y la composición de isótopos de carbono y oxígeno de la biomasa.

«El aumento de la concentración de CO 2 atmosférico también afecta los ciclos del carbono, el agua y el nitrógeno en los pastizales y otros biomas», dice el profesor Schnyder. El mecanismo que controla el intercambio de gases con el aire ambiental (la conductancia estomática del dosel de la planta) es un actor clave en estos ciclos.

Las plantas controlan hasta dónde se abren sus estomas, pequeños poros en la epidermis de la hoja, para optimizar el equilibrio entre la absorción de dióxido de carbono (fotosíntesis) y la pérdida de agua (transpiración). Con una mayor exposición al CO 2 , reducen la apertura de los estomas para ahorrar agua. Este efecto es particularmente eficaz en gramíneas. Sin embargo, una reducción en la transpiración conduce a un flujo másico reducido desde el suelo a las raíces y hojas, lo que puede resultar en una reducción de la absorción de nitrógeno y retroalimentación para debilitar la capacidad fotosintética.

Reducción del rendimiento y deterioro del estado nutricional de nitrógeno.

Combinando los nuevos análisis de la composición de isótopos de oxígeno y carbono, nitrógeno y fósforo en la biomasa, y datos de rendimiento y clima, el equipo de investigación, dirigido por el profesor Schnyder, analizó los efectos fisiológicos del aumento de la concentración de CO 2 relacionado con las emisiones (alrededor del 30%). ) y el cambio climático pasado asociado.

Descubrieron que, en particular, las comunidades ricas en pastos que fueron fuertemente fertilizadas con nitrógeno experimentaron un deterioro en su estado nutricional de nitrógeno. El cambio climático también resultó en una conductancia estomática muy reducida (ahora detectable con los nuevos métodos de investigación) y en los rendimientos significativamente reducidos.

El elemento central de las observaciones de los investigadores es la respuesta hipersensible al CO 2 de los estomas en los pastos, que creen que limita la absorción de nitrógeno impulsada por la transpiración.

La fertilización con nitrógeno no tiene efectos positivos sobre el rendimiento de los pastizales

«También observamos que los campos que estaban muy fertilizados con nitrógeno y, por lo tanto, ricos en pasto, perdieron en gran medida su superioridad de rendimiento sobre los campos ricos en hierbas y leguminosas que estaban menos o completamente sin fertilizar con nitrógeno a pesar de estar igualmente suministrados con nutrientes que los Curso del siglo pasado ”, dice el primer autor del estudio Juan Baca Cabrera, quien se encuentra cursando un doctorado en la cátedra de Pastizales de la TUM.

En opinión de los investigadores, los resultados indican que restringir el suministro de nitrógeno a los pastizales en el futuro mejoraría la contribución al rendimiento de las hierbas y legumbres y, al mismo tiempo, ayudaría a limitar las emisiones de nitrógeno al medio ambiente. El profesor Schnyder afirma: «Nuestros hallazgos son importantes para comprender la importancia de los pastos en los sistemas terrestres y proporcionan una guía para el uso futuro sostenible de los pastizales».




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