GT2 (Líder NEIKER otros participantes: IIAG-CSIC, USC, INRA, CEA, UCP-CRP, UPV/EHU)

GT2 (Líder NEIKER otros participantes: IIAG-CSIC, USC, INRA, CEA, UCP-CRP, UPV/EHU)

El GT2 tiene como objetivo último la identificación de los vínculos entre la biodiversidad estructural (taxonómica, filogenética)y funcional en suelos fitogestionados comparados frente a suelos contaminados pero sin fitogestión y a suelos sin contaminación. Debido al papel clave de la biodiversidad del suelo en la funcionalidad y servicios ecosistémicos del suelo, una de las cuestiones clave será determinar si la funcionalidad del suelo depende de la riqueza de especies, de características concretas de las mismas o de la composición de la comunidad.

Durante el primer año de desarrollo del proyecto PhytoSUDOE, en el GT2 se han iniciado los estudios de determinación de la biodiversidad estructural de las comunidades microbianas edáficas en aquellos ensayos que habían sido establecidos con anterioridad al inicio del proyecto, de cara a elucidar el posible efecto de las diferentes estrategias de fitogestión implantadas en estos ensayos sobre la diversidad de microorganismos (e.g., bacterias, arqueas, hongos) del suelo. Los suelos analizados en relación con su biodiversidad estructural microbiana fueron muestreados en los siguientes emplazamientos:

Emplazamiento S1 – St Médard d’Eyrans (Francia)

  • Las especies de árboles estudiadas (micorrizadas o no) incluyen, entre otras, el chopo (Populus nigra L.), el sauce (Salix caprea L. and Salix viminalis L.), el pino Scots (Pinus sylvestris), y el falso indigo (Amorpha fruticosa L.). El principal objetivo consiste en, a través de la producción de biomasa vegetal (maderable), fitoestabilizar el cobre (con la ayuda de una enmienda), rizodegradar los PAHs y mejorar las funciones biológicas del suelo.
  • En relación con las especies herbáceas, se incluyeron Miscanthus spp., Chrysopogon zizanioides (vetiver), Agrostis capillaris, A. delicatula, A. gigantea, Dactylis glomerata, Deschampsia caespitosa, Sporobolus indicus, Vulpia myuros y Festuca pratensis. En este caso, el objetivo principal es fitoestabilizar el cobre (con la ayuda de una enmienda) y, en algunos casos, producir biomasa (e.g. Miscanthus spp.).
  • Los cultivos anuales estudiados en sistema de rotación son Nicotiana tabacum y Helianthus annuus. Nuevamente, el objetivo principal es fitoestabilizar el cobre (con la ayuda de una enmienda) y reducir el “pool” lábil de Cu, a la vez que se producen cultivos bioenergéticos.

Emplazamiento S7 – Mina de Rubiais (Piedrafita de Cebreiro, España)

En este emplazamiento se está evaluando la capacidad de fitoextracción de Cd/Zn y el potencial de producción de biomasa de un sistema forestal de especies de ciclo corto. El ensayo incluye la plantación de Salix smithiana BOKU 03 CZ-001, una planta acumuladora de Cd/Zn, en monocultivo (10.000 estaquillas ha-1), el policultivo de S. smithiana con Alnus glutinosa, y la aplicación de fertilización orgánica (compost de lodo de depuradora, 5% en peso) o inorgánica (NPK). Se pretende evaluar (i) el beneficio para el crecimiento y la nutrición de las plantas acumuladoras de metal derivado del co-cultivo de especies vegetales que forman, a su vez, asociaciones con microorganismos fijadores de nitrógeno; y (ii) la mejora de las condiciones edáficas asociada a la aplicación de enmiendas orgánicas.

Emplazamiento S8 – Touro (España)

En las parcelas (ensayos a largo plazo) de este establecimiento, se estudia el efecto de la aplicación de compost de lodo de depuradora y de dos formulaciones de tecnosoles (elaboradas por la empresa Tratamientos Ecológicos de Noroeste, TEN S.L.) como enmiendas de suelo. Se estableció un sistema forestal con especies de ciclo corto, utilizando clones de Populus nigra y Salix viminalis (densidad de plantación de 10.000 estaquillas ha-1), comparándolo con una cubierta herbácea (Agrostis capillaris cv. Highland). El objetivo global es implementar un sistema de fitoestabilización de Cu y evaluar el potencial de producción de biomasa de un sistema forestal de especies de ciclo corto, así como la mejora de la fertilidad y funcionalidad del suelo.

Durante este primer año, también se ha iniciado la determinación de diferentes parámetros microbianos para estimar la biodiversidad funcional en los suelos seleccionados, correspondientes a ensayos a de largo plazo (S1, S7 y S8). Se realizaron análisis de actividades enzimáticas (catalasa, ureasa, fosfatasa, deshidrogenasa, arilsulfatasa, glucosidasa, etc.), perfiles fisiológicos-metabólicos a nivel de comunidad con BIOLOG Ecoplates (perfiles de utilización de fuentes de carbono), y respiración microbiana.

Durante el segundo año el GT2 ha centrado en los estudios acerca de la biodiversidad estructural y funcional de las comunidades microbianas presentes en los suelos de los ensayos a largo plazo ya iniciados previamente al comienzo de este proyecto (incluyendo los emplazamientos S1, S7 y S8 gestionados por el INRA, IIAG-CSIC y USC). En este sentido, se han secuenciado las muestras de suelo mediante “next generation sequencing” (Illumina) para poder analizar la biodiversidad estructural microbiana. De cara a la determinación de la diversidad funcional microbiana, se ha seleccionado un listado de genes con valor funcional para su análisis con la plataforma Biomark HD de Fluidigm Corporation. En paralelo se ha realizado análisis de los parámetros microbiológicos convencionales (actividad enzimática, etc.), y la identificación de macro- y meso-fauna. Finalmente, se ha realizado análisis de la determinación de pigmentos y antioxidantes de las especies vegetales.

En los últimos meses de proyecto se continuará con los análisis de los datos obtenidos y se elaborará la “Guía de mejores prácticas de fitogestión para la recuperación de la biodiversidad en emplazamientos degradados y contaminados”.