1 rok temu
Mikrobiom glebowy, podobnie jak rośliny, jest wrażliwy na różnego rodzaju stresy środowiskowe. Im silniejsza jego reakcja na czynnik stresowy, tym gorsza może być kondycja gleby. A to bezpośrednio wpływa też na żyzność i uprawiane rośliny.
Mikrobiom glebowy jest istotnym, choć jeszcze mało docenianym składnikiem gleby. Generalnie, poznajmy słowo! Dowiedzmy się, co się pod nim kryje i jak to można wykorzystać w produkcji roślinnej.
Co to jest mikrobiom glebowy?
Mikrobiom to zespół drobnoustrojów (mikroorganizmów) bytujących w danym środowisku. W naszym przypadku — w glebie. Ścisłej mówiąc, najbardziej interesuje nas ryzosfera, warstwa orna, ale nie tylko. Skład ilościowy i gatunkowy mikrobiomu glebowego jest zmienny. Warunkuje go kilka czynników:
- rodzaj gleby;
- pogoda;
- zmianowanie;
- sposób uprawy gleby;
- rodzaj wprowadzanych nawozów;
- stosowanie środków ochrony roślin.
Prawidłowe działanie mikrobiomu jest jednym z najważniejszych czynników warunkujących żyzność i produktywność gleb. Mikroorganizmy glebowe odpowiadają m.in. za udostępnianie składników mineralnych z niedostępnych dla roślin form pierwiastków czy mineralizację i humifikację materii organicznej. Mikroorganizmy glebowe produkują liczne związki organiczne, które wspomagają wzrost roślin i poprawiają ich odporność na różnego rodzaju czynniki stresowe. Prawidłowo wykształcony mikrobiom glebowy zapobiega nadmiernemu rozwojowi patogenów glebowych. Tym samym przyczynia się do poprawy zdrowotności roślin.
Czy mikrobiom glebowy posłuży do określania zdrowia gleby?
Gleba to złożony, żywy system, którego wszystkich tajemnic jeszcze nie znamy. Jednak dzięki nauce jesteśmy o krok bliżej wskaźnika do pomiaru zdrowia gleby.
Odporność całej społeczności bakterii i grzybów w obliczu czynników stresowych, takich jak susza lub wilgoć, ma szansę stać się nowym wskaźnikiem zdrowia gleby — podsumowuje swoje badania dr Lisa Joos z ILVO-UGent.
W glebie aktywna jest niezwykle zróżnicowana społeczność mikroorganizmów, w której skład wchodzą m.in. bakterie i grzyby. To właśnie jest mikrobiom glebowy. Istnieje związek pomiędzy nim a zdrowiem gleby. Jednakże nie wyjaśniono jeszcze do końca mechanizmów, na jakich oparte są interakcje pomiędzy poszczególnymi elementami gleby. W związku z tym pozostaje niejasne, które parametry biologiczne mierzą to niezawodnie, precyzyjnie i płynnie.
Podczas swojej pracy nad doktoratem Joos pobrała wiele różnych próbek gleby w celu określenia kompletnego mikrobiomu. Próbki pobierano przez cały rok, co pięć tygodni na różnych głębokościach. Dokonywano tego na kilku polach testowych, które różniły się stanem gleby i każdy z nich otrzymał inny dodatek organiczny.
Znaczenie sposobu pobierania próbek
Okazuje się, iż procedura pobierania próbek gleby jest ważna dla dokonywania znaczących porównań lub modeli. Dlatego koniecznie należy brać pod uwagę takie elementy, jak czas i głębokość, z jakiej pobierana jest próbka, a także lokalizacja. Po pierwsze, badania Joos pokazują, iż samo pobieranie próbek ma silny wpływ na interpretacje wyników i dokładne określenie składu mikrobiomu gleby.
W zależności od czasu pobierania próbek, głębokości i lokalizacji na polu, skład mikrobiomu gleby może się zmieniać, co sprawia, iż interpretacja wyników analitycznych jest złożona. Na polu, na którym dziesięć lat temu zastosowano pojedynczą dawkę biowęgla — substancji podobnej do węgla drzewnego stosowanej jako środek użyźniający glebę — zaobserwowałam stabilny mikrobiom glebowy w ciągu roku. Pole, na którym co roku stosowano kompost, wykazywało silniejsze zmiany w składzie mikrobiomu. Największe zaobserwowane wahania w tym zakresie były związane z czasem pobierania próbek gleby, a nie z zastosowanymi dodatkami organicznymi — mówi Joos.
Lokalizacja i głębokość pobierania próbek również miały wpływ na wyniki analiz. Hipoteza Joos zakładała, iż mikrobiom glebowy czterech takich samych poletek kontrolnych będzie dość podobny. Okazało się jednak, iż tak nie było.
Podczas gdy próbki były traktowane w ten sam sposób i czasami były oddalone od siebie o mniej niż 40 metrów, wyniki analizy różniły się znacznie pod względem składu. Niezależnie od tego, który punkt czasowy był badany — dodaje badaczka.
Porównanie mikrobiomu gleby na dwóch głębokościach również ujawniło wyraźne różnice. Dlatego procedura pobierania próbek gleby jest ważna, aby później dokonać znaczących porównań lub modeli. jeżeli czas, miejsce i głębokość nie są dokładnie rejestrowane, nie wiadomo, jak duży jest margines błędu w stwierdzeniach dotyczących zdrowia gleby.
Po drugie, powinniśmy być ostrożni z wnioskami opartymi na kilku lub tylko jednej analizie metabarkodingu (sekwencjonowania środowiskowego — przyp. red.) dla jednego czasu, głębokości lub lokalizacji pobierania próbek — konkluduje Joos.
Jak mikrobiom glebowy wskazuje na kondycję gleby?
Oprócz wpływu pobierania próbek per se, wygląda również na to, iż skład lub obecność niektórych rodzajów mikroorganizmów nie jest w stanie od razu wskazać stopnia zdrowia gleby.
To, co może stanowić podstawę wskaźnika zdrowia gleby, to intensywność odpowiedzi mikrobiomu na podany stresor — dodaje Joos.
W kontrolowanych warunkach Joos wystawiła mikrobiom glebowy na działanie czynników stresogennych. Wykazało to, iż mikrobiom glebowy ze zdrowych gleb wykazywał mniej zmian po każdym stresorze w porównaniu do mikrobiomu z gleb w jakimś stopniu zdegradowanych. Stopień reakcji mikrobiomu glebowego na krótkotrwałe zakłócenia dobrze koreluje ze stopniem zdrowia gleby.
Nie natura organizmów glebowych, ale raczej odporność tej ogólnej społeczności bakterii i grzybów w obliczu zewnętrznych stresów ma szansę, jak sądzę, stać się nowym wskaźnikiem zdrowia gleby — ocenia badaczka.
Jednak potwierdzenie i walidacja takiego testu zdrowia gleby jako narzędzia pomiarowego przez cały czas wymaga znacznych badań.
Nie można jeszcze wyciągnąć ostatecznych wniosków na podstawie ograniczonej liczby badanych gleb. Ale mamy teraz interesujący kierunek, w którym możemy podążać. Dzięki wielu powtórzeniom na innych glebach i w innych warunkach uprawy metoda ta musi być dalej rozwijana i walidowana — mówi Jane Debode, która była jednym z promotorów doktoratu.
Źródło: vilt.be; gfactueel.nl
