Filosfera de los cultivos senescentes como fuente microbiana de N₂O

Área de la Ciencia:

• Ciencias Agrícolas Ciencias Agrícolas
• Microbiología Ambiental y Microbiología Ambiental.
• Biogeoquímica La biogeoquímica es la bioquímica.

Sus antecedentes:

• Los residuos vegetales son fuentes de nutrientes en los ecosistemas terrestres, que tienen un impacto en el ciclo del nitrógeno.
• El papel de los microbios de la filosfera en el ciclo del nitrógeno de los residuos vegetales, en particular las emisiones de N2O, no está claro.
• Los residuos de los cultivos agrícolas contribuyen a las emisiones globales de óxido nitroso (N2O), un potente gas de efecto invernadero.

Objetivo del estudio:

• Para investigar las emisiones directas de N2O de los residuos de hojas de repollo en la superficie.
• Identificar y caracterizar las comunidades microbianas indígenas en la filosfera responsables de la desnitrificación.
• Comprender los mecanismos y el significado ecológico de la producción de N2O en las hojas de plantas senescentes.

Principales métodos:

• Experimentos de campo para medir las emisiones de N2O de los residuos de hojas de repollo.
• Aislamiento e identificación de bacterias desnitrificantes de hojas senescentes.
• Análisis multi-ómicos para investigar la expresión génica microbiana y las vías metabólicas.

Principales resultados:

• Las hojas de repollo acumulan niveles significativos de nitratos (3.011.3 mg NO3−-N g−1 peso seco) después de la aplicación de fertilizantes.
• Las emisiones de N2O inducidas por la senescencia de las hojas oscilan entre 8,62 y 415,35 μg de N2O-N m−2 h−1.1.
• Denitrificantes, incluido el Agrobacterium sp. 6Ca8, se aislaron y se demostró que utilizaban nutrientes derivados de las hojas para la producción de N2O, incluso en condiciones aeróbicas.

Conclusiones:

• La filosfera vegetal actúa como un punto de acceso microbiano para las emisiones de N2O en los campos agrícolas.
• Las bacterias desnitrificadoras en hojas senescentes contribuyen activamente a la producción de N2O, expandiendo el nicho ecológico conocido de la desnitrificación.
• La desnitrificación puede ocurrir en las superficies de las hojas, desafiando la visión tradicional de que es únicamente un proceso de suelo anaeróbico.