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Riscaldamento elevato, l’ozono ha effetti dannosi sulle radici delle piante, favorisce la perdita di carbonio nel suolo

Due fattori che giocano un ruolo chiave nel cambiamento climatico, l’aumento del riscaldamento climatico e gli elevati livelli di ozono, sembrano avere effetti dannosi sulle radici delle piante di soia, sulla loro relazione con i microrganismi simbionti nel suolo e sui modi in cui le piante sequestrano il carbonio.

I risultati, pubblicati nell’edizione del 9 luglio di Science Advances , mostrano pochi cambiamenti alla pianta che germoglia fuori terra ma alcuni risultati angoscianti sottoterra, inclusa una maggiore incapacità di trattenere il carbonio che invece viene rilasciato nell’atmosfera come gas serra.

I ricercatori della North Carolina State University hanno esaminato l’interazione tra il riscaldamento e l’aumento dei livelli di ozono con alcuni importanti organismi sotterranei – i funghi micorrizici arbuscolari (AMF) – che promuovono le interazioni chimiche che trattengono il carbonio nel terreno prevenendo la decomposizione della materia organica del suolo, arrestando così la fuga di carbonio dal materiale in decomposizione.

“La capacità di sequestrare il carbonio è molto importante per la produttività del suolo, oltre agli effetti dannosi dell’aumento dei gas serra quando questo carbonio fuoriesce”, ha affermato Shuijin Hu, professore di patologia vegetale presso lo stato NC e corrispondente autore dell’articolo.

Presenti nelle radici di circa l’80% delle piante che crescono sul terreno, AMF ha un rapporto vantaggioso per tutti con le piante. L’AMF preleva carbonio dalle piante e fornisce azoto e altri nutrienti utili al suolo di cui le piante hanno bisogno per crescere e svilupparsi.

Nello studio, i ricercatori hanno creato appezzamenti di semi di soia con temperature dell’aria aumentate di circa 3 gradi Celsius, appezzamenti con livelli più elevati di ozono, appezzamenti con livelli più elevati di riscaldamento e ozono e appezzamenti di controllo senza modifiche. Gli esperimenti risultanti hanno mostrato che il riscaldamento e l’aumento dei livelli di ozono rendono le radici della soia più sottili poiché risparmiano risorse per ottenere i nutrienti di cui hanno bisogno.

Le cultivar di soia sono spesso sensibili all’ozono, ha detto Hu. I livelli di ozono sono stati in qualche modo stabili o addirittura in calo in alcune parti degli Stati Uniti nell’ultimo decennio, ma sono aumentati drasticamente in aree di rapida industrializzazione, come l’India e la Cina, ad esempio.

“L’ozono e il riscaldamento hanno dimostrato di essere molto stressanti per molte colture, non solo per i semi di soia, e per molte erbe e specie arboree “, ha detto Hu. “L’ozono e il riscaldamento rendono le piante deboli. Le piante cercano di massimizzare l’assorbimento dei nutrienti, quindi le loro radici diventano più sottili e più lunghe in quanto hanno bisogno di sfruttare il volume sufficiente di suolo per le risorse. Questa debolezza si traduce in una riduzione dell’AMF e in una più rapida ifale radicale e fungina ribaltamenti, che stimola la decomposizione e rende più difficile il sequestro del carbonio. Questi eventi a cascata possono avere effetti profondi nel sottosuolo, anche se in alcuni casi i germogli delle piante sembrano normali”.

Hu ha detto di essere sorpreso che i germogli delle piante non siano stati molto colpiti dagli stress del riscaldamento e dell’ozono; la biomassa delle foglie delle piante sia negli appezzamenti di controllo che in quelli sperimentali era circa la stessa.

Forse ancora più sorprendentemente, Hu ha detto che più riscaldamento e ozono hanno cambiato il tipo di AMF che colonizza le piante di soia.

Lo studio ha mostrato che i livelli di una specie di AMF chiamata Glomus diminuivano con più riscaldamento e ozono , mentre una specie chiamata Paraglomus aumentava.

“Glomus protegge il carbonio organico dalla decomposizione microbica mentre Paraglomus è più efficiente nell’assorbire i nutrienti”, ha detto Hu. “Non ci aspettavamo che queste comunità cambiassero in questo modo”.

Hu prevede di continuare a studiare i sistemi che circondano il sequestro del carbonio nel suolo e altre emissioni di gas serra dal suolo, come il protossido di azoto o N ₂ O.

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