As florestas são ecossistemas dinâmicos onde a disponibilidade de luz determina o que e como as espécies crescem no sub-bosque. A intensidade da luz pode ser facilmente manipulada em estufas ou câmaras de crescimento de plantas, mas o papel dos micróbios do solo no estabelecimento de mudas e na competição com outras plantas é muito menos compreendido.
Dr. Nianxun Xi da Sun Yat-sen University (China) e colegas da China e da França investigaram o efeito e as interações entre condições abióticas (por exemplo, disponibilidade de luz) e bióticas (por exemplo, competição, composição microbiana do solo) em duas espécies de Bauhinia crescimento de mudas de espécies de árvores. Os cientistas descobriram que a alta disponibilidade de luz aumenta a influência de micróbios do solo da mesma espécie nas interações planta-planta O que ajuda a compreender fundamentalmente como as mudas de árvores podem se estabelecer em clareiras na floresta. A competição intraespecífica e a "ausência de competição" correlacionaram-se positivamente com a proporção de bactérias Gram-positivas para Gram-negativas em condições de baixa luminosidade, mas essa proporção apresentou correlação negativa em condições de alta luminosidade.
Centenas de espécies de árvores, arbustos, ervas e cipós pertencem ao gênero Bauhinia. As duas espécies de árvores, B. braquicarpa e B. variegata, são boas espécies modelo para comparar o crescimento rápido, intolerante à sombra com o crescimento mais lento, tolerante à sombra.
Xi e seus colegas coletaram sementes e o solo superficial ao redor Bauhinia braquicarpa e B. variegata árvores em uma floresta no vale de Yuanjiang em 2016. Os pesquisadores germinaram as sementes nas estufas da Jardim Botânico Tropical Xishuangbanna. O projeto de pesquisa consistia em uma “fase de condicionamento” e uma “fase de resposta”. Na “fase de condicionamento”, 14 mudas cresceram em vasos individuais por 9 meses, o que permitiu que os micróbios do solo se acumulassem específicos para as duas espécies de árvores.
A “fase de resposta” dos experimentos consistiu em um delineamento de blocos multifatoriais de 144 vasos por 12 semanas. As mudas cresceram em condições de baixa e alta luminosidade, em esterilizados ou “bico vivo” da mesma espécie ou de outra. Algumas mudas não experimentaram competição (por exemplo, plantas isoladas cresceram em vasos individuais), ou competição intra e inter-espécies (mudas de árvores egônicas cresceram junto com outras mudas em um vaso individual). Os cientistas colheram todas as plantas em agosto de 2017 e com base nas medições de biomassa vegetal, índice de feedback planta-solo (PSF), intensidade da competição (por exemplo, competição independentemente do ambiente) e importância da competição (por exemplo, impacto da competição em relação a fatores ambientais) foram calculados para cada espécies em diferentes condições. A análise de ácidos graxos fosfolipídicos estimou a biomassa de fungos, bactérias Gram-positivas e Gram-negativas no solo de cada vaso.
“Aqui mostramos que a disponibilidade de luz medeia o equilíbrio entre feedbacks de solo coespecíficos e interações planta-planta na biomassa de mudas durante o estabelecimento de mudas de árvores e demonstramos a importância da estrutura da comunidade do solo e da identidade de plantas vizinhas para os resultados do PSF”, disseram Xi e seus colegas.
O crescimento das mudas, a biomassa dos grupos microbianos e a retroalimentação planta-solo (PSF) diferiram principalmente em função da disponibilidade de luz. A presença de concorrentes apenas levou a valores PSF diferentes sob alta disponibilidade de luz, sugerindo que a competição é menos importante em ambientes de baixa produtividade (por exemplo, pouca luz). Competição intraespecífica e “sem competição” correlacionaram-se positivamente com a proporção de bactérias Gram-positivas:Gram-negativas sob pouca luz, mas a proporção correlacionou-se negativamente sob condições de alta luminosidade. A importância da competição foi mais forte em B. variegata sob competição intraespecífica enquanto que sob competição interespecífica, a intensidade da competição foi maior em B. braquicarpa. A presença de micróbios do solo da mesma espécie (por exemplo, solo originado da mesma espécie de árvore da “fase de condicionamento”) diminuiu a intensidade da competição de plantas em pouca luz, mas aumentou a intensidade da competição de plantas em alta luz.
“Fornecemos evidências de que a competição interespecífica pode alterar a direção dos feedbacks planta-solo sob alta luminosidade, com possíveis implicações para o estabelecimento de mudas em clareiras florestais e ambientes perturbados”, disseram Xi e seus colegas.
Em um publicação que acompanha o Botânica Ambiental e Experimental revista, os pesquisadores investigaram a morfologia da planta e os níveis de nutrientes dos mesmos experimentos. Eles descobriram que o teor de nitrogênio:fósforo da folha diminuía sob condições de alta luminosidade no “solo vivo” e o teor de fósforo da raiz e da folha mais baixo dependia muito dos micróbios do solo. Xi e seus colegas começaram a desembaraçar os processos dinâmicos do crescimento de mudas de árvores tropicais e o impacto na ciclagem de nutrientes nas florestas. A compreensão desses padrões ajuda os cientistas e silvicultores a entender melhor como as lacunas e distúrbios florestais podem afetar as comunidades florestais.
