Forskere sammenligner jordmikrober i ingen jordbearbejdning, konventionelle jordbearbejdningssystemer i Pacific Northwest farms

I de seneste årtier har avlere har i stigende grad vedtaget no-till landbrug for at reducere jorderosion og reducere brændstof, arbejdskraft, og inputs.

Hvedebønder i det indre Stillehav nordvest, imidlertid, har været langsommere til at indføre ingen jordbearbejdning, dels fordi de - i hvert fald på kort sigt - ser mere forekomst af svampe-jordbårne sygdomme som Rhizoctonia-rodråd, når afgrøderester samler sig på marken. Imidlertid, over længere tid, forskere placeret ved Washington State University og University of Idaho så disse svampesygdomsudbrud falde, efter at landmænd kontinuerligt praktiserede ingen jordbearbejdning over flere sæsoner. Dette bad om et forskningsspørgsmål:Skyldes dette en form for naturlig undertrykkelse af mikrobielle samfund?

Undersøgelsen af ​​Yin et al. udgivet i Phytobiomer , et nyt og fuldt åbent tidsskrift fra The American Phytopathological Society, bringer det videnskabelige samfund et skridt tættere på svaret, plus baner vejen for yderligere forskning.

I deres artikel, med titlen "Bakteriesamfund på hvede dyrket under langsigtet konventionel jordbearbejdning og no-till i Stillehavet nordvest for USA, "Paulitz og kolleger lavede side om side sammenligninger af mikrobielle samfund på lang sigt, jord uden jord, sammen med tilstødende grunde under konventionel jordbearbejdning på hvedefarme i Washington og Idaho. For at opnå dette, de brugte Next Generation Sequencing (NGS), som kan generere tusindvis af DNA-sekvenser fra en enkelt jordprøve, og DNA'et kan bruges til at identificere bakterierne.

Over to år, bulk- og jordprøver fra rhizosfæren blev udtaget fra to steder i hver af jordbearbejdningsfri og konventionelle jordprøver. Prøverne blev derefter evalueret for forskelle i bakteriesamfundene, især dem, der kan forklare forekomsten af ​​svampesygdomme.

"Dette er første gang, næste generations sekvensering blev brugt til at få et så dybdegående kig på bakteriesamfund i det indre Stillehav nordvestlige hvedeafgrødesystem, sagde Paulitz, tilsvarende forfatter til artiklen og forskningsplantepatolog ved USDA-ARS i Pullman, Washington.

Gennem studiet, Paulitz og andre forskere fandt ud af, at disse bakteriesamfund var dynamiske fra år til år, samt lokation til lokation. Og mens mikrober i Bacteroidetes-familien blev fundet hyppigere i konventionelle jordbearbejdningssystemer, bakteriefamilier var generelt mere påvirket af placeringen af ​​prøven.

"Vi fandt meget få skift af samfunds- og bakteriegrupper, der kunne forklares med jordbearbejdning, sagde Paulitz. "Det, der gjorde en større forskel var, hvor prøven blev taget - i jorden omkring planten eller fra overfladen af ​​roden. Disse to samfund var meget forskellige."

Generelt, familier af bakterier, der betragtes som hurtigt voksende, såsom Oxalobacteriaceae, Pseudomonadaceae, og Cytophagaceae, såvel som medlemmer af phylum Proteobacteria, var mere rigelige i rhizosfærens jordprøver.

De i familierne af bakterier, der vokser langsommere, såsom Gaiellaceae, Acidobakterier og Gemmatimonadetes var generelt mere rigelige i bulkjordprøverne.

Denne undersøgelse førte til en ny hypotese, at svampesamfund er mere påvirket af ændringer i jordbearbejdning, fordi de er ansvarlige for at nedbryde afgrøderester efterladt på overfladen uden jordbearbejdning.

Paulitz ser denne forskning som vigtig, fordi jordsundhed kan være en kritisk komponent i næste generations praksis for bæredygtigt landbrug.

"I stedet for at stole på input som fungicider, kan vi håndtere sygdom ved at bruge rotation og andre kulturelle teknikker? Ved at bruge de nyeste teknikker, vi kan nu se på mikrobiomet for at begynde at definere og opbygge jordens sundhed."