A teoria ecológica aceita diz que os solos pobres limitam a produtividade das florestas tropicais, mas adicionar nutrientes como fertilizante raramente aumenta o crescimento das árvores, sugerindo que a produtividade não é limitada por nutrientes, afinal. Pesquisadores do Smithsonian Tropical Research Institute (STRI) resolveram essa aparente contradição, mostrando que o fósforo limita o crescimento de espécies de árvores individuais, mas não de comunidades florestais inteiras. Seus resultados, publicado online em Natureza , 8 de março, têm implicações abrangentes para a compreensão do crescimento e das mudanças na floresta.

Vastas áreas dos trópicos ocorrem em paisagens antigas, onde os nutrientes derivados das rochas foram drenados por anos de chuvas fortes. O fósforo é particularmente escasso, porque os óxidos de ferro que dão aos solos tropicais sua cor vermelha característica se ligam ao fósforo, tornando-o indisponível para as plantas. Contudo, a adição de fertilizantes a diversas florestas na África, O Sudeste Asiático e as Américas não aumentaram o crescimento das árvores. O único lugar onde a fertilização resultou em aumento do crescimento das árvores foi no Havaí, onde a floresta é dominada por uma única espécie de árvore.

Uma forma alternativa de estudar a limitação de nutrientes é comparando as taxas de crescimento das árvores em florestas que diferem naturalmente na disponibilidade de nutrientes do solo:o pequeno mas altamente biodiverso país tropical do Panamá oferece um cenário perfeito para isso. A complexa geologia do centro do Panamá significa que os níveis naturais de fósforo disponível para as plantas no solo variam mais de 300 vezes - semelhante à variação da disponibilidade de fosfato em solos tropicais em todo o mundo. E porque os solos do Panamá também variam em umidade e outros nutrientes, como nitrogênio, cálcio e potássio, os pesquisadores podem estudar os efeitos dessas variáveis ​​no crescimento ao mesmo tempo.

Para examinar o efeito do fósforo no crescimento das árvores, pesquisadores mediram 19, 000 árvores individuais em 541 espécies de árvores diferentes em uma série de parcelas de monitoramento florestal de longo prazo que fazem parte da rede do Forest Global Earth Observatory (Smithsonian ForestGEO) gerenciada pelo Center for Tropical Forest Science at STRI. Na média, as taxas de crescimento de espécies de árvores individuais aumentaram em solos com níveis mais elevados de fósforo disponível para as plantas, consistente com a teoria ecológica. Surpreendentemente, Contudo, espécies de árvores que ocorreram em solos com baixo teor de fósforo cresceram mais rápido, na média, do que as espécies que crescem em solos com alto teor de fósforo. E em uma reviravolta final, a variação nas espécies de árvores presentes nas parcelas significava que as taxas de crescimento em toda a comunidade não mudaram de acordo com o nível de fósforo do solo.

"Descobrir que as espécies adaptadas a solos com baixo teor de fósforo estão crescendo tão rápido foi uma verdadeira surpresa, "disse Ben Turner, Cientista da equipe STRI, quem conduziu o estudo. "Ainda não entendemos por que isso ocorre, nem por que espécies com alto teor de fósforo não estão crescendo mais rápido do que realmente são. Talvez as árvores invistam fósforo extra na reprodução ao invés do crescimento, por exemplo, porque as sementes, frutas e pólen são ricos em fósforo. Por enquanto, esses resultados nos ajudam a entender como a fertilidade do solo influencia o crescimento das árvores nas florestas tropicais, e demonstrar mais uma vez o poder da diversidade tropical para nos surpreender. "

"Este estudo destaca nossa compreensão limitada de como as plantas lidam com solos pobres em fósforo, um desafio significativo para os agricultores em grande parte dos trópicos, "disse Jim Dalling, STRI pesquisador associado, professor e chefe do Departamento de Biologia Vegetal da Universidade de Illinois Urbana-Champaign. "Comparar como as plantas adaptadas a alta e baixa disponibilidade de fósforo adquirem e usam este nutriente crítico pode sugerir novas abordagens para aumentar a produção de alimentos sem depender de fertilizantes caros."