La retroalimentación planta-suelo es el proceso en el que una especie de planta altera los factores bióticos y abióticos del suelo en el que crece, lo que altera la aptitud del suelo para el establecimiento futuro y potencial de la propia especie en relación con otras.Bever, J. D. (1994). "Feeback between Plants and Their Soil Communities in an Old Field Community". Ecology 75 (7): 1965-1977. doi:10.2307/1941601 JSTOR 1941601.Bever, J. D.; Westover, K. M.; Antonovics, J. (1997). "Incorporating the Soil Community into Plant Population Dynamics: The Utility of the Feedback Approach". The Journal of Ecology. 85 (5): 561. doi:10.2307/2960528. Bajo esta premisa hay dos posibles escenarios. Una retroalimentación negativa entre planta y suelo se produce cuando especímenes de plantas son menos capaces de crecer en un suelo que anteriormente estaba ocupado por un miembro de la misma especie, mientras que una retroalimentación positiva se produce en el caso contrario, cuando las nuevas plantas tienen una mayor capacidad de crecer en un suelo anteriormente colonizado por sus pares con específicos. Así, un efecto positivo puede afectar la diversidad de un ecosistema, mientras que un efecto negativo puede ayudar a la coexistencia de una comunidad. El estudio de casos de retroalimentación planta-suelo tiene importantes aplicaciones en el entendimiento de las dinámicas de sucesiones ecológicas, así como en la adaptabilidad y el control de especies invasoras, en cuyos procesos este fenómeno puede otorgar perspectivas nuevas para su abordaje.
Factores y medición Factores Las interacciones planta-suelo tienen un rol primordial en la articulación y el equilibrio de los sistemas naturales, de manera que los factores que inciden en esta interrelación son fundamentales para entender los procesos de retroalimentación entre ambas componentes, y las consecuencias de su variabilidad. Si hemos de citar los factores directos que influyen en el intercambio de planta a suelo, se ha de considerar de este modo el sombreado de la planta y/o la exposición climática resultante en el suelo, por su influencia sobre condiciones que determinan la solarización del suelo, así como su temperatura o la retención de humedad, que luego son requeridos por la planta para sus procesos de alimentación y síntesis; también los aportes de biomasa y elementos químicos esenciales, que en su ciclo pasan a formar parte del ecosistema edáfico y que influyen en la fertilidad y/o la acidez del suelo, determinando las comunidades de microorganismos y plantas que habitarán la rizosfera a merced de los reacondicionamientos establecidos; y, finalmente, la atracción de animales y el cambio de microorganismos en el suelo, que aparecen como factores indirectos de la planta al suelo, y en el cual se establecen relaciones interespecíficas en base a patogenicidad, herbivorismo, simbiosis, mutualismo,Scott A. Mangan; Edward A. Herre; James D. Bever (2010). "Specificity between Neotropical tree seedlings and their fungal mutualists leads to plant–soil feedback". Ecology 91 (9): 2594-2603. doi:10.1890/09-0396.1. o alelopatía, que pueden tener un efecto positivo o negativo a la retroalimentación en curso.
Medición La retroalimentación planta-suelo se mide a través de una mixtura entre indicadores de vecindad, pruebas por tipos de comunidad-suelo (intraespecífica o interespecífica, y dominancias propias o ajenas), e indicadores de crecimiento, desarrollo y estado de las plantas. Un ejemplo es el coeficiente de interacción de (Bever et al, 1997). Este valor cuantifica cuánto está limitado el crecimiento de cada planta por su propia comunidad de suelo en comparación con cuánto limita a las demás. Es para comparaciones entre dos especies. Para medir este valor, se debe sopesar el crecimiento de dos plantas, , tanto en el suelo condicionado por miembros de su propia especie, , como en el suelo condicionado por miembros de la otra especie, . Entonces, el coeficiente de interacción se calcula como: Si es negativo, significa que ambas especies empeoran en su propio sitio en comparación con el suelo de su competidor, y por lo tanto, la retroalimentación planta-suelo ayuda a estas especies a coexistir.
Ciclo de nutrientes
La retroalimentación planta-suelo se lleva a cabo por intermedio del ciclo de nutrientes entre ambos, el cual se realiza en dos fases: una primera etapa correspondiente a la transferencia de nutrientes en el suelo por parte de la planta, realizado a través de la hojarasca, en el cual se consigue una deposición de elementos esenciales a través de su descomposición; seguido de una segunda fase donde los nutrientes insertos por la hojarasca en el suelo son químicamente procesados por la vida edáfica, hasta estar en condiciones de ser reabsorbidos de vuelta por la planta, completando así un ciclo completo con el reciclado de nutrientes.
Los principales macronutrientes que son transferidos en este ciclo son el nitrógeno, el fósforo, el potasio, el calcio y el magnesio,Finér L. (1996). Variation in the amount and quality of litterfall in a Pinus sylvestris L. stands growing on a bog. For. Ecol. Manage. 80:111. doi:10.1016/0378-1127(95)03652-0.Kavvadias V. A., D. Alifragis, A. Tsiontsis, G. Brofas, G. Stamatelos (2001). Litterfall, litter accumulation and litter decomposition rates in four forest ecosystems in northern Greece. For. Ecol. Manage. 144:113-127. doi:10.1016/S0378-1127(00)00365-0.González R. H., I. Cantú S., R. G. Ramírez L., M. V. Gómez M., T. G. Domínguez G., J. Bravo G., R. K. Maiti (2008). "Spatial and seasonal litterfall deposition pattern in the Tamaulipan thornscrub, Northeastern Mexico". Intern. J. Agric. Environ. Biotechnol. 1:177-181.Gutiérrez-Vázquez, M. H.; Méndez-González, J.; Flores-López, C.; Ramírez-Díaz, J. A.; & Gutiérrez-Vázquez, B. N. (2012). "Litterfall in Pinus greggii Engelm: And Pinus cembroides Zucc. plantations, in Coahuila, México". Revista fitotecnia mexicana, 35(2), 123-133.López-Hernández, J. M.; González-Rodríguez, H.; Ramírez-Lozano, R. G.; Cantú-Silva, I.; Gómez-Meza, M. V.; Pando-Moreno, M. & Estrada-Castillón, A. E. (2013). "Producción de hojarasca y retorno potencial de nutrientes en tres sitios del estado de Nuevo León, México". Polibotánica, (35), 41-64. mientras, entre los microminerales se puede mencionar al cobre, el hierro, el manganeso y el zinc. La hojarasca es la vía de entrada para la interconexión de nutrientes entre las plantas y el suelo, especialmente para el contenido de nitrógeno y fósforo que deposita en este último,Bunvong Thaiutsa; Orman Granger (1979). "El clima y la descomposición de la hojarasca en el bosque tropical ". Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación, Unasylva, 126 (31). y que satisface a la vez el propio requerimiento que poseen las plantas de estos fertilizantes, puesto que más del 90% del nitrógeno y fósforo absorbidos por las plantas pueden llegar a provenir del reciclaje de nutrientes en el suelo.A. Gallardo, F. Covelo, L. Morillas, M. Delgado (2009). "Ciclos de nutrientes y procesos edáficos en los ecosistemas terrestres: especificidades del caso mediterráneo y sus implicaciones para las relaciones suelo-planta". Ecosistemas 18 (2): 4-19.Chapin, F.S.; Matson, P.A.; Mooney, H.A. (2006). "Principles of terrestrial ecosystem ecology". Springer, Nueva York. 442 páginas. Una vez en el suelo estos nutrientes pasan por un proceso de sucesivas transformaciones, en el cual se conjugan formas orgánicas a minerales, y de minerales a orgánicas de estos elementos. Dependiendo del mineral tenemos lo siguiente:
thumb|left|Ciclo del nitrógeno, donde las plantas poseen un rol protagónico en su transferencia desde y hacia el suelo.
Ciclo del nitrógeno: En el perfil de suelo el nitrógeno disuelto y parcialmente descompuesto de la hojarasca puede hallarse en forma de proteínas, aminoácidos, ácidos nucléicos y nucleótidos.P.R. Solórzano-Peraza (2018): Mineralización e inmovilización de nitrógeno en el suelo. Red Agriculturers de Especialistas en Agricultura. Consultado el 4 de julio de 2020. Los organismos descomponedores, usualmente bacterias y hongos, al metabolizar carbono desintegran estos compuestos hasta llevar al nitrógeno a un estado mineral, proceso llamado mineralización del nitrógeno. Esta transformación puede realizarse en dos formas que son asimilables para las plantas. La primera de ellas es una reorganización del nitrógeno excedente, que produce amoníaco NH3 e ion amonio NH4+, este último absorbible por las plantas. A este proceso se le llama amonificación. Seguidamente hay una etapa de nitrificación, en el que otros grupos bacterianos oxidan los dos compuestos anteriores, transformándolos primeramente en nitritos NO2-, y tras un subsecuente proceso de oxidación culminar en la forma de nitratos NO3- que es la segunda forma asimilable por las plantas. De ambas sustancias, las plantas volverán a extraer su nitrógeno para componer proteínas, aminoácidos, ácidos nucléicos y nucleótidos, hasta una nueva senescencia y posterior caída en forma de hojarasca, cerrando el ciclo.N. Iñón (2017): Ciclo del nitrógeno. Universidad Nacional de San Martín, Docencia de Bioquímica en Licenciatura de Biotecnología, año 2017. Consultado el 4 de julio de 2020.
Ciclo del fósforo: El fósforo orgánico del suelo está conformado en buena medida por nucleoproteínas, fosfolípidos y fosfoazúcares procedentes de residuos vegetales proporcionados por la hojarasca.Gueçaimburu, J.M.; Vázquez, J.M.; Tancredi, F.; Reposo, G.P., Rojo, V.; Martínez, M.; & Introcaso, R.M. (2019). "Evolución del fósforo disponible a distintos niveles de compactación por tráfico agrícola en un argiudol típico". Chilean journal of agricultural & animal sciences, 35(1), 81-89. doi:10.4067/S0719-38902019005000203. La mineralización del fósforo por parte de bacterias adaptadas a su metabolización conduce, luego de una sucesión de transformaciones por parte de los microorganismos del suelo, a la generación de dos compuestos que son asimilables para su reabsorción de vuelta a la planta: de manera mayoritaria se compone ion fosfato diácido H2PO4-, y en menor medida ion fosfato monoácido H PO4-2.A.E. Pellegrini (2017). Macronutrientes del suelo: fósforo y potasio, calcio y magnesio. Facultad de Ciencias Agrarias y Forestales, Universidad Nacional de La Plata, año 2017. Consultado el 5 de julio de 2020.
Otras sustancias químicas: Mediante el proceso de descomposición biológica de la broza por microfauna, bacterias y hongos, se liberan adicionalmente CO2 y H2O, así como una sustancia orgánica relativamente resistente a la descomposición, llamada humus, que compone la mayor parte de la materia orgánica en horizontes más abajo en el perfil de suelo.Schlesinger, W. H. (1997). "Biogeochemistry: An Analysis of Global Change". Academic Press. 108, 135, 152–158, 180–183, 191–194. El potasio, el calcio y el magnesio orgánicos de la hojarasca, una vez incorporados a la dinámica bioquímica del suelo, deben tomar las formas de K+, ion Ca+2, e ion Mg+2 para su reabsorción por parte de las plantas.
Tipos de retroalimentación planta-suelo Retroalimentación negativa thumb|En pastizales es común que opere una retroalimentación planta-suelo negativa, lo cual favorece la diversidad y la sucesión del sistema.Kulmatiski, A.; Beard, K. H.; Stevens, J. R.; Cobbold, S. M. (2008). "Plant-soil feedbacks: a meta-analytical review". Ecology Letters. 11 (9): 980–992. doi:10.1111/j.1461-0248.2008.01209.x.