Un equipo dirigido por el profesor Liu Xueyan del Instituto de Geoqu铆mica de la Academia China de Ciencias ha desarrollado un nuevo modelo de proceso isot贸pico de nitr贸geno entre plantas y suelo que cuantifica la contribuci贸n fraccionaria de tres formas de nitr贸geno (nitrato, amonio y nitr贸geno org谩nico disuelto) al nitr贸geno total en las plantas terrestres globales.
por Li Yali,聽Academia China de Ciencias
Utilizando este modelo, combinado con datos globales sobre las relaciones carbono-nitr贸geno (C/N) y la productividad primaria bruta (PPB) de las plantas terrestres, los investigadores estimaron que el carbono bruto consumido para la asimilaci贸n de nitr贸geno por las plantas terrestres a nivel mundial asciende a 208 卤 12 teragramos de carbono al a帽o (Tg-C/a帽o). Cabe destacar que esta cifra supera las emisiones anuales de carbono derivadas de los incendios forestales y la degradaci贸n (155 Tg-C/a帽o) y es comparable a la magnitud del secuestro de carbono forestal impulsado por la deposici贸n atmosf茅rica de nitr贸geno.
El estudio fue publicado en Nature Geoscience el 6 de octubre.
La absorci贸n de nitr贸geno (N) del suelo por parte de las plantas y su asimilaci贸n interna dependen del carbono (C) fijado mediante la fotos铆ntesis. Estudios bioqu铆micos han demostrado que los costos te贸ricos de carbono para la asimilaci贸n de nitrato, amonio y nitr贸geno org谩nico disuelto por parte de las plantas promedian 5,81, 4,32 y 2,16 gramos de carbono por gramo de nitr贸geno (gC/gN), respectivamente.
Las investigaciones previas se han centrado principalmente en los efectos positivos del nitr贸geno en el crecimiento vegetal y el secuestro de carbono , mientras que los costos metab贸licos del carbono en la asimilaci贸n de nitr贸geno por parte de las plantas no se han evaluado exhaustivamente. Esta brecha ha sido durante mucho tiempo un punto ciego en la investigaci贸n del ciclo del carbono terrestre. El nuevo estudio destaca que este gasto oculto de carbono debe incluirse en la contabilidad del balance de carbono.
Se espera que el calentamiento clim谩tico impulse las transformaciones del nitr贸geno del suelo, incrementando el suministro de nitr贸geno biodisponible, especialmente en formas inorg谩nicas como el nitrato y el amonio. Adem谩s, aumentar谩 la demanda de nitr贸geno de las plantas debido a un crecimiento acelerado. Estos cambios pueden provocar una mayor asimilaci贸n de nitr贸geno inorg谩nico por parte de las plantas y un aumento correspondiente en el consumo de carbono asociado, lo que incrementa el coste total del carbono en la asimilaci贸n de nitr贸geno por parte de las plantas.
Para probar esta hip贸tesis, los investigadores simularon las contribuciones de diferentes fuentes de nitr贸geno en un escenario de calentamiento de 2,0 掳C. Al combinar estas simulaciones con los datos correspondientes sobre las relaciones C/N de las plantas y la GPP, proyectaron que el carbono total consumido para la asimilaci贸n de nitr贸geno por las plantas terrestres globales en este escenario de calentamiento alcanzar谩 249 卤 15 Tg-C/a帽o. Esto representa un aumento promedio del 47 % (41 卤 19 Tg-C) en comparaci贸n con el nivel actual (208 卤 12 Tg-C/a帽o). A nivel regional, los aumentos son del 9 % en las zonas tropicales , del 62 % en las regiones templadas y del 105 % en las zonas boreales.
El calentamiento clim谩tico aumenta la disponibilidad de nitr贸geno inorg谩nico del suelo y su contribuci贸n a la asimilaci贸n total de nitr贸geno por parte de las plantas. Sin embargo, tambi茅n incrementa el gasto metab贸lico de carbono relacionado con la asimilaci贸n de nitr贸geno por parte de las plantas, compensando parte del carbono obtenido mediante la fotos铆ntesis. Este efecto es particularmente significativo en latitudes altas.
Este estudio revela nuevos mecanismos de acoplamiento entre los procesos de ciclado del carbono-nitr贸geno de la vegetaci贸n y sus respuestas y retroalimentaciones clim谩ticas, proporcionando nueva evidencia para una contabilidad refinada del balance global del carbono y para formular futuras estrategias de respuesta clim谩tica y neutralidad de carbono.
M谩s informaci贸n: Chao-Chen Hu et al., Aumento del coste del carbono para la asimilaci贸n de nitr贸geno en plantas en un clima m谩s c谩lido, Nature Geoscience (2025). DOI: 10.1038/s41561-025-01816-y
