Aquecimento do clima e níveis elevados ozônio prejudicam as raízes das plantas

As plantas de soja podem parecer saudáveis, mas as raízes sofrem quando confrontadas com temperaturas mais altas e níveis elevados de ozônio.

Aquecimento do clima e níveis elevados ozônio prejudicam as raízes das plantas

Dois fatores que desempenham um papel fundamental na mudança climática – aumento do aquecimento do clima e níveis elevados de ozônio – parecem ter efeitos prejudiciais sobre as raízes das plantas de soja, sua relação com microorganismos simbióticos no solo e as formas como as plantas sequestram carbono.

Os resultados, publicados na edição de 09/07/2021 da Science Advances, mostram poucas mudanças nos brotos da planta acima do solo, mas alguns resultados perturbadores no subsolo, incluindo o aumento da incapacidade de reter carbono que, em vez disso, é liberado na atmosfera como gás de efeito estufa.

Pesquisadores da Universidade Estadual da Carolina do Norte examinaram a interação do aquecimento e aumento dos níveis de ozônio com certos organismos subterrâneos importantes – fungos micorrízicos arbusculares (FMA) – que promovem interações químicas que retêm o carbono no solo evitando a decomposição da matéria orgânica do solo, impedindo assim a fuga de carbono do material em decomposição.

“A capacidade de sequestrar carbono é muito importante para a produtividade do solo – além dos efeitos prejudiciais do aumento dos gases de efeito estufa quando esse carbono escapa”, disse Shuijin Hu, professor de patologia vegetal da NC State e autor correspondente do artigo.

Presente nas raízes de cerca de 80% das plantas que crescem em terra, a AMF tem uma relação ganha-ganha com as plantas. AMF retira carbono das plantas e fornece nitrogênio e outros nutrientes úteis do solo que as plantas precisam para crescer e se desenvolver.

No estudo, os pesquisadores montaram parcelas de soja com temperaturas do ar aumentadas em torno de 3°C, parcelas com níveis mais elevados de ozônio, parcelas com níveis mais elevados de aquecimento e ozônio e parcelas de controle sem modificações.

Os experimentos resultantes mostraram que o aquecimento e o aumento dos níveis de ozônio tornam as raízes da soja mais finas, pois economizam recursos para obter os nutrientes de que precisam.

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Os cultivares de soja costumam ser sensíveis ao ozônio, disse Hu. Os níveis de ozônio têm estado um tanto estáveis  ou até mesmo diminuindo em algumas partes dos Estados Unidos na última década, mas aumentaram dramaticamente em áreas de rápida industrialização, como Índia e China, por exemplo.

“O ozônio e o aquecimento têm se mostrado muito estressantes para muitas safras – não apenas para a soja – e muitas gramíneas e espécies de árvores”, disse Hu. “O ozônio e o aquecimento enfraquecem as plantas. As plantas tentam maximizar a absorção de nutrientes, para que suas raízes se tornem mais finas e longas, pois precisam explorar o volume de solo suficiente para os recursos. Essa fraqueza resulta em uma redução de FMA e turnovers mais rápidos de raízes e hifas de fungos, o que estimula a decomposição e torna o sequestro de carbono mais difícil. Esses eventos em cascata podem ter efeitos profundos no subsolo, embora os brotos das plantas pareçam normais em alguns casos”.

Hu disse que ficou surpreso que os brotos da planta não foram muito afetados pelos estresses do aquecimento e do ozônio; a biomassa das folhas das plantas nas parcelas de controle e experimental foi aproximadamente a mesma.

Talvez ainda o mais surpreendente, Hu disse que mais aquecimento e ozônio mudaram o tipo de FMA que coloniza as plantas de soja.

O estudo mostrou que os níveis de uma espécie de AMF chamada Glomus diminuíram com mais aquecimento e ozônio, enquanto uma espécie chamada Paraglomus aumentou.

“O Glomus protege o carbono orgânico da decomposição microbiana, enquanto o Paraglomus é mais eficiente na absorção de nutrientes”, disse Hu. “Não esperávamos que essas comunidades mudassem dessa forma.”

Hu planeja continuar a estudar os sistemas que cercam o sequestro de carbono no solo, bem como outras emissões de gases de efeito estufa do solo, como óxido nitroso ou N₂O.

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O estudo foi financiado pelo Departamento de Agricultura dos Estados Unidos – Instituto Nacional de Alimentos e Agricultura (prêmios 2012-02978-230561 e 2018-51106-28773); o USDA-Agricultural Research Service e a NC State’s College of Agriculture and Life Sciences. H. David Shew e Richard Zobel são os co-autores do artigo, assim como Kent Burkey, que trabalha na NC State e no Serviço de Pesquisa Agrícola do USDA. Burkey e Zobel projetaram o experimento de manipulação de ozônio e temperatura de campo de longo prazo. O primeiro autor do artigo é o ex-NC State Ph.D. estudante Yunpeng Qiu. (ecodebate)