Las bacterias, los hongos y las arqueas que viven en la tierra prestan diversos servicios ecosistémicos como el almacenamiento de carbono en zonas degradadas y generan la recuperación de sus características autóctonas
AGENCIA FAPESP/DICYT – Las estrategias aplicadas a la restauración de áreas degradadas han mostrado resultados prometedores en tierras del semiárido brasileño, al mejorar también las propiedades microbianas del suelo y contribuir con el retorno de los servicios ecosistémicos originarios. Entre estas técnicas se encuentran el retiro del ganado o su restricción de acceso para apacentamiento a determinadas zonas, el cultivo de especies destinadas a la cobertura vegetal y la implementación de andenes o terrazas, un procedimiento que modifica la topografía en cuestas o pendientes para controlar la erosión.
Con la recuperación de las propiedades microbianas del suelo, aparte del importante papel de mantenimiento de la biodiversidad, mejora la productividad, lo que contribuye con la implementación de una producción agropecuaria sostenible. Estos son los resultados que se consignan en una investigación publicada en el Journal of Environmental Management por un grupo de investigación de Brasil compuesto por científicos de la Universidad de São Paulo (USP) y de las universidades federales de Piauí (UFPI), de Ceará (UFC) y del Agreste de Pernambuco (Ufape). Los investigadores efectuaron una revisión de 18 estudios desarrollados en el semiárido, concentrado en la Caatinga, el bioma local, caracterizado por su vegetación decidual y espinosa.
En Brasil, el 16 % del territorio es susceptible a la desertificación. Son más de 1.400 municipios (de un total de 5.570), distribuidos por los nueve estados de la región nordeste del país. Y allí viven alrededor de 35 millones de brasileños. Asimismo, la biodiversidad de la Caatinga es variada, compuesta de casi 600 especies de aves, 240 de peces y más de 170 de mamíferos, entre otras. En dicho bioma, los agricultores familiares se encuentran entre los más expuestos al riesgo climático, y los municipios en donde estos se concentran han registrado pérdidas de producción durante las últimas tres décadas.
Según un estudio de la Climate Policy Initiative de la Pontificia Universidad Católica de Río de Janeiro (CPI/PUC-Río), el incremento de la sequía en la Caatinga provoca una merma mayor en la productividad del frijol (16 %) y del maíz (35 %), por ejemplo, en comparación con el efecto de la sequía sobre los demás biomas (un 6 % y un 16 %, respectivamente). En el caso de la ganadería, la caída del 9 % en la productividad de la región se contrapone al aumento del 1 % en los otros biomas.
“Procuramos entender el microbioma y sus funciones para visualizar con base en ello herramientas que ayuden en la recuperación de las áreas degradadas del semiárido. Observamos que las técnicas de restauración han hecho que vuelva la biodiversidad microbiana y, por consiguiente, que haya una reanudación de las funciones y de los servicios ecosistémicos más similares a lo que existía naturalmente”, explica el profesor Lucas William Mendes, del Centro de Energía Nuclear en la Agricultura (Cena-USP). Mendes es uno de los autores del artículo y cuenta con el apoyo de la FAPESP a través de dos proyectos (19/16043-7 y 20/12890-4).
Para entender mejor
El microbioma es la colección de todos los microorganismos, sus materiales genéticos, sus funciones y su relación con el ambiente. Comprende a bacterias, hongos, arqueas, protistas y virus presentes en el suelo. Desempeña un importante rol en el ciclo de nutrientes y en la descomposición de materia orgánica, aparte de estar relacionado con la emisión de gases de efecto invernadero y correlacionado con la salud del suelo, con lo cual tiene reflejos en las plantas.
Algunos microorganismos implicados en la formación y en la estabilización de materia orgánica rica en carbono aportan al secuestro de este gas y ayudan a mitigar los efectos de los cambios climáticos. “Al entender cómo viven algunos microorganismos y cómo contribuyen con el crecimiento de las plantas en áreas secas, es posible descubrir nuevos inoculantes con la mira puesta en el desarrollo de la vegetación en esas regiones”, afirma Mendes.
Por eso el hecho de entender de qué manera operan las técnicas de restauración en el microbioma permite no solamente comprender en qué condiciones se encuentra la calidad de la tierra, sino también disminuir el empleo de insumos artificiales y mejorar la agricultura a través del potencial biotecnológico. La producción agropecuaria sostenible ha venido cobrando cada vez mayor relieve y, este año, es uno de los focos del grupo de trabajo que abordará las temáticas ligadas a los sistemas agrícolas en el G20. Este grupo de países, conformado por las 19 mayores economías del mundo más la Unión Africana y la Unión Europea, es presidido por Brasil desde el final del año pasado, y la Cumbre de Líderes se realizará en el mes de noviembre en Río de Janeiro.
Para los profesores Erika Valente de Medeiros y Diogo Paes da Costa, de la Ufape y autores del artículo, estas investigaciones pueden suministrar aportes que orienten la formulación de políticas públicas con la mira puesta en el desarrollo sostenible y en la mitigación de los impactos de la desertificación. “Estas iniciativas son fundamentales, especialmente al incorporar el concepto de salud global, que reconoce la interdependencia entre la salud de los ecosistemas, la diversidad microbiana del suelo y el bienestar humano”, añade Valente de Medeiros.
Los impactos
En el referido artículo, los investigadores demostraron que la desertificación en el semiárido brasileño recibe el influjo de factores naturales –la baja pluviosidad de la región, las altas tasas de evaporación y los suelos frágiles– y de actividades humanas insostenibles, tales como la cría de ganado o su uso para la agricultura sin un manejo adecuado. “Este estudio es importante, pues muestra el efecto negativo de la desertificación y apunta prácticas efectivas de restauración tendientes a la recuperación de la diversidad microbiana del suelo”, sostiene el ingeniero agrónomo Ademir Sérgio Ferreira de Araújo, primer autor del artículo y docente de la UFPI.
Al adoptar técnicas moleculares tales como la metagenómica y la metatranscriptómica, fue posible efectuar el monitoreo y la evaluación de los impactos de los esfuerzos con la mira puesta en la restauración del microbioma del suelo. En las áreas en que se concretó la cobertura con una nueva vegetación, se utilizaron el cáñamo de sol o crotalaria (Crotalaria juncea) y la hierba de Guinea (Panicum maximum), una planta de origen africano diseminada en las regiones tropicales y subtropicales con alta productividad de masa verde por hectárea y un elevado tenor de proteína bruta, lo que la convierte en un alimento de calidad para el ganado. “Con la cobertura de las plantas, que altera la química del suelo, logramos observar que existe mejora de las pasturas de la región, lo que puede ampliar la cantidad de cabezas de ganado por hectárea y elevar la productividad”, dice Mendes.
En tanto, las áreas de andenes o terrazas ayudaron a controlar la erosión, conservar el agua y facilitar la agricultura. “Es importante recordar que la restauración de las propiedades microbianas del suelo es un proceso complejo y lento que requiere del compromiso y el monitoreo a largo plazo. De allí la importancia de realizar cada vez más estudios en esta área”, añade. El investigador también es uno de los autores de otro trabajo publicado en enero en la revista Plant and Soil, en el cual se pone de relieve la necesidad de implementar técnicas de restauración de los ecosistemas que integren abordajes biológicos con variables ambientales, tales como las propiedades de los ecosistemas, las condiciones climáticas y los tipos de suelos.
Este estudio, encabezado por el investigador Brajesh Singh, de la Western Sydney University (Austrália), y con una mirada global, propone que, para apoyar este abordaje, se concrete la integración de nuevas herramientas computacionales y satelitales con potencial para facilitar la implementación de la gestión, el monitoreo y la restauración de los ecosistemas.
Colaboración
El profesor Arthur Prudêncio de Araújo Pereira, de la UFC, hace hincapié en que los próximos pasos se concretarán en el marco del proyecto Caatinga Microbiome Initiative (CMI), una iniciativa interinstitucional creada en 2022 en la cual toman parte más de 20 docentes e investigadores de Brasil y del exterior, con el objetivo de estudiar el microbioma de la Caatinga y su relación con la salud del suelo. “Conocemos muy poco acerca del rol del microbioma de los suelos de la Caatinga, fundamentalmente en las áreas en desertificación. De allí la importancia de realizar experimentos en el marco de este proyecto.”
