Различия в разнообразии почвенных микроорганизмов при длительном органическом и традиционном земледелии

Системы сельского хозяйства с низкими затратами направлены на сокращение использования синтетических удобрений и пестицидов для повышения устойчивости производства и сохранения здоровья экосистем. Несмотря на важную роль почвенного микробиома в сельскохозяйственном производстве, сложная реакция микробного разнообразия на органическое и традиционное земледелие по-прежнему изучена недостаточно. В настоящей работе описана структурная реакция почвенного микробиома на более чем два десятилетия различных методов ведения сельского хозяйства в рамках длительного полевого эксперимента с использованием высокопроизводительного пиросеквенирования рибосомных маркеров бактерий и грибов. По сравнению с традиционно обрабатываемыми почвами, получавшими исключительно минеральные удобрения, органическое земледелие повышало богатство, снижало выравненность и дисперсию, а также изменяло структуру почвенной микробиоты. Этот эффект в значительной степени объяснялся использованием органических удобрений и их качеством, поскольку различия уменьшались при изучении традиционно обрабатываемых почв с интегрированной системой удобрения. Воздействие режима защиты растений, характеризовавшегося умеренным и целенаправленным применением пестицидов, имело второстепенное значение. В системах, не получавших навоз, формировалось дисперсное и функционально разнообразное сообщество, представленное, вероятно, олиготрофными организмами, адаптированными к условиям ограниченной доступности питательных веществ. Для систем, получавших органические удобрения, были характерны специфические микробные гильдии, которые, как известно, участвуют в разложении сложных органических соединений, таких как навоз и компост. Производительность и разрешающая способность применённого метода секвенирования позволили выявить специфические структурные сдвиги на уровне отдельных таксонов микроорганизмов, что открывает новые возможности управления почвенной средой посредством стимулирования полезных и подавления вредных организмов.