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Las hojas en descomposición, fuente inesperada del temido óxido nitroso

Se trata de pequeños fragmentos de hojas en descomposición en el suelo, como describen en un estudio publicado en 'Nature Geoscience'. Este nuevo descubrimiento podría ayudar a refinar las predicciones sobre emisiones de óxido nitroso, así como orientar las prácticas futuras de agricultura y manejo del suelo.
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Fecha de publicació: 06/06/2017, 12:40 h | (63) veces leída
Científicos de la Universidad Estatal de Michigan han identificado una nueva fuente de óxido nitroso, un gas de efecto invernadero que es más potente que el dióxido de carbono.
Se trata de pequeños fragmentos de hojas en descomposición en el suelo, como describen en un estudio publicado en 'Nature Geoscience'. Este nuevo descubrimiento podría ayudar a refinar las predicciones sobre emisiones de óxido nitroso, así como orientar las prácticas futuras de agricultura y manejo del suelo.
"La mayor parte del óxido nitroso se produce dentro de volúmenes de tierra del tamaño de una cucharadita y estos llamados puntos calientes pueden emitir una gran cantidad de óxido nitroso rápidamente", dice la autora principal de este trabajo, Sasha Kravchenko, investigadora de plantas, suelo y microbios en Michigan. "Pero la razón de la aparición de estos puntos calientes ha desconcertado a los microbiólogos del suelo desde que fueron descubiertos hace varias décadas", añade.
Parte del problema se debió, en parte, a los científicos que buscan mayores escalas espaciales, puesto que es difícil estudiar y etiquetar un campo entero como fuente de emisiones de gases de efecto invernadero cuando la fuente son gramos de suelo que albergan hojas en descomposición. Cambiar la visión de prismáticos a microscopios ayudará a mejorar las predicciones de emisiones de N2O, que tradicionalmente son aproximadamente un 50 por ciento exactas en el mejor de los casos. El potencial de calentamiento global del óxido nitroso es 300 veces mayor que el dióxido de carbono y las emisiones son en gran medida impulsadas por las prácticas agrícolas.
"Este trabajo arroja nueva luz sobre qué impulsa las emisiones de óxido nitroso de las tierras agrícolas productivas", señala John Schade, director del programa de Investigación Ecológica a Largo Plazo de la 'National Science Foundation' (NSF), que cofinanció la investigación con la división de Ciencias de la Tierra de la NSF. "Necesitamos estudios como éste para orientar la creación de prácticas agrícolas sostenibles necesarias para alimentar a una población humana en crecimiento con un mínimo impacto ambiental", agrega.
LAS EMISIONES SALEN DE GRANDES POROS EN EL SUELO
Para desbloquear los secretos de estos puntos calientes de N2O, Kravchenko y su equipo tomaron muestras de suelo del sitio de investigación ecológica a largo plazo de la estación biológica Kellogg de MSU. Luego, en colaboración con científicos de la Universidad de Chicago en el 'Argonne National Laboratory', examinaron las muestras en las instalaciones de exploración de sincrotrón de Argonne, una versión mucho más potente de un escáner de tomografía computarizada médica. El potente escáner de rayos X penetró el suelo y permitió al equipo caracterizar con precisión los ambientes donde se produce y se emite N2O.
"Hemos encontrado que las emisiones desde puntos calientes sólo ocurren cuando hay grandes poros en el suelo --describe Kravchenko--. Las partículas de las hojas actúan como pequeñas esponjas en el suelo, absorbiendo el agua de los poros grandes para crear un micro-hábitat perfecto para las bacterias que producen óxido nitroso".
No se produce tanto N2O en áreas donde hay poros más pequeños. Los poros pequeños, como en los suelos arcillosos, mantienen el agua más apretada para que no pueda absorberse por las partículas de la hoja y, sin humedad adicional, las bacterias no son capaces de producir tanto óxido nitroso. Los poros pequeños también dificultan que el gas producido salga del suelo antes de ser consumido por otras bacterias.
"Este estudio analizó la geometría de los poros en los suelos como una variable clave que afecta la forma en la que el nitrógeno se mueve a través de esos suelos -describe Enriqueta Barrera, directora del programa en la división de Ciencias de la Tierra de NSF--. Conocer esta información conducirá a nuevas formas de reducir la emisión de óxido nitroso de los suelos agrícolas".
Más específicamente, las investigaciones futuras revisarán qué hojas de plantas contribuyen a mayores emisiones de N2O. Las plantas con más nitrógeno en sus hojas, como la soja, más que probablemente crearán más N2O a medida que sus hojas se descomponen. Los investigadores también analizarán las características de las hojas y las raíces y verán cómo influyen en las emisiones.

Científicos de la Universidad Estatal de Michigan han identificado una nueva fuente de óxido nitroso, un gas de efecto invernadero que es más potente que el dióxido de carbono.

Se trata de pequeños fragmentos de hojas en descomposición en el suelo, como describen en un estudio publicado en 'Nature Geoscience'. Este nuevo descubrimiento podría ayudar a refinar las predicciones sobre emisiones de óxido nitroso, así como orientar las prácticas futuras de agricultura y manejo del suelo.

"La mayor parte del óxido nitroso se produce dentro de volúmenes de tierra del tamaño de una cucharadita y estos llamados puntos calientes pueden emitir una gran cantidad de óxido nitroso rápidamente", dice la autora principal de este trabajo, Sasha Kravchenko, investigadora de plantas, suelo y microbios en Michigan. "Pero la razón de la aparición de estos puntos calientes ha desconcertado a los microbiólogos del suelo desde que fueron descubiertos hace varias décadas", añade.

Parte del problema se debió, en parte, a los científicos que buscan mayores escalas espaciales, puesto que es difícil estudiar y etiquetar un campo entero como fuente de emisiones de gases de efecto invernadero cuando la fuente son gramos de suelo que albergan hojas en descomposición. Cambiar la visión de prismáticos a microscopios ayudará a mejorar las predicciones de emisiones de N2O, que tradicionalmente son aproximadamente un 50 por ciento exactas en el mejor de los casos. El potencial de calentamiento global del óxido nitroso es 300 veces mayor que el dióxido de carbono y las emisiones son en gran medida impulsadas por las prácticas agrícolas.

"Este trabajo arroja nueva luz sobre qué impulsa las emisiones de óxido nitroso de las tierras agrícolas productivas", señala John Schade, director del programa de Investigación Ecológica a Largo Plazo de la 'National Science Foundation' (NSF), que cofinanció la investigación con la división de Ciencias de la Tierra de la NSF. "Necesitamos estudios como éste para orientar la creación de prácticas agrícolas sostenibles necesarias para alimentar a una población humana en crecimiento con un mínimo impacto ambiental", agrega.

LAS EMISIONES SALEN DE GRANDES POROS EN EL SUELO

Para desbloquear los secretos de estos puntos calientes de N2O, Kravchenko y su equipo tomaron muestras de suelo del sitio de investigación ecológica a largo plazo de la estación biológica Kellogg de MSU. Luego, en colaboración con científicos de la Universidad de Chicago en el 'Argonne National Laboratory', examinaron las muestras en las instalaciones de exploración de sincrotrón de Argonne, una versión mucho más potente de un escáner de tomografía computarizada médica. El potente escáner de rayos X penetró el suelo y permitió al equipo caracterizar con precisión los ambientes donde se produce y se emite N2O.

"Hemos encontrado que las emisiones desde puntos calientes sólo ocurren cuando hay grandes poros en el suelo --describe Kravchenko--. Las partículas de las hojas actúan como pequeñas esponjas en el suelo, absorbiendo el agua de los poros grandes para crear un micro-hábitat perfecto para las bacterias que producen óxido nitroso".

No se produce tanto N2O en áreas donde hay poros más pequeños. Los poros pequeños, como en los suelos arcillosos, mantienen el agua más apretada para que no pueda absorberse por las partículas de la hoja y, sin humedad adicional, las bacterias no son capaces de producir tanto óxido nitroso. Los poros pequeños también dificultan que el gas producido salga del suelo antes de ser consumido por otras bacterias.

"Este estudio analizó la geometría de los poros en los suelos como una variable clave que afecta la forma en la que el nitrógeno se mueve a través de esos suelos -describe Enriqueta Barrera, directora del programa en la división de Ciencias de la Tierra de NSF--. Conocer esta información conducirá a nuevas formas de reducir la emisión de óxido nitroso de los suelos agrícolas".

Más específicamente, las investigaciones futuras revisarán qué hojas de plantas contribuyen a mayores emisiones de N2O. Las plantas con más nitrógeno en sus hojas, como la soja, más que probablemente crearán más N2O a medida que sus hojas se descomponen. Los investigadores también analizarán las características de las hojas y las raíces y verán cómo influyen en las emisiones.

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