La reducción de fertilizantes nitrogenados en el sistema de co-cultivo de arroz y anguila mejora la diversidad microbiana del suelo y su estabilidad funcional
Autores: Ma, Mengqian; Lv, Weiguang; Huang, Yu; Zhang, Juanqin; Li, Shuangxi; Bai, Naling; Zhang, Haiyun; Zhu, Xianpu; Xu, Chenglong; Zhang, Hanlin
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Botánica
Palabras clave
Sistema de co-cultivo de arroz y anguila
Aplicación de fertilizante nitrogenado
Propiedades físico-químicas del suelo
Comunidad bacteriana
Factores ambientales
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 9
Citaciones: Sin citaciones
El sistema de co-cultivo ecológico de arroz y anguila no solo es beneficioso para mejorar la productividad y sostenibilidad en la agricultura, sino que también juega un papel crucial en la promoción de la salud ambiental. En el presente estudio, basado en el ensayo de posicionamiento a largo plazo del sistema de co-cultivo de arroz y anguila que comenzó en 2016 y se muestreó en 2023, se investigaron los efectos de la reducción de la aplicación de fertilizantes nitrogenados en las propiedades físico-químicas del suelo y la comunidad bacteriana. Los tratamientos incluyeron un tratamiento de fertilización regular convencional (RT), fertilización regular del sistema de co-cultivo de arroz y anguila (IT), y tratamientos de fertilización con reducción de nitrógeno del 10%, 30% y 50% (IT90, IT70 e IT50). Nuestra investigación demostró lo siguiente: (1) En comparación con RT, IT aumentó significativamente los macroagregados estables al agua del suelo (R0.25), el diámetro medio ponderado (MWD), el diámetro medio geométrico (GMD) y el contenido de fósforo disponible, con aumentos del 15.66%, 25.49%, 36.00% y 18.42%, respectivamente. Entre los tratamientos de fertilización con reducción de nitrógeno, IT90 mostró el efecto más significativo. En comparación con IT, IT90 aumentó significativamente R0.25, MWD, GMD y el contenido de nitrógeno disponible, con aumentos del 4.4%, 7.81%, 8.82% y 28.89%, respectivamente. (2) En comparación con RT, a nivel de filo, la diversidad de Chloroflexi aumentó significativamente bajo IT e IT50, y la diversidad de Gemmatimonadota aumentó significativamente bajo IT90, IT70 e IT50. La diversidad de Acidobacteriota fue significativamente mayor en IT90 e IT70 en comparación con IT. Se demostró que el sistema de co-cultivo de arroz y anguila y la reducción de fertilizantes nitrogenados podrían mejorar efectivamente la capacidad de degradación de la materia orgánica y promover el ciclo del nitrógeno en el suelo. Además, el análisis de redundancia (RDA) identificó el fósforo total, el nitrógeno total y el nitrógeno disponible (= 0.007) como los tres factores ambientales más importantes que impulsan los cambios en la comunidad bacteriana. (3) El análisis de predicción funcional de la microbiota del suelo mostró que, en comparación con RT, la diversidad de rutas relacionadas con la biosíntesis (biosíntesis de carbohidratos y biosíntesis de estructuras celulares) y el metabolismo (biosíntesis de L-glutamato y L-glutamina) fue significativamente mayor bajo IT70, IT90, IT e IT50 (en orden descendente). Sin embargo, la diversidad de rutas asociadas con la degradación/utilización/asimilación (degradación de metabolitos secundarios y degradación de aminas y poliaminas) fue significativamente menor bajo todos los tratamientos de co-cultivo de arroz y anguila. En conclusión, el sistema de co-cultivo de arroz y anguila mejoró las propiedades físico-químicas del suelo y el ambiente microbiano del suelo en comparación con la siembra convencional, y la mejor mejora del suelo se logró con una aplicación de fertilizante N un 10% menor.
Descripción
El sistema de co-cultivo ecológico de arroz y anguila no solo es beneficioso para mejorar la productividad y sostenibilidad en la agricultura, sino que también juega un papel crucial en la promoción de la salud ambiental. En el presente estudio, basado en el ensayo de posicionamiento a largo plazo del sistema de co-cultivo de arroz y anguila que comenzó en 2016 y se muestreó en 2023, se investigaron los efectos de la reducción de la aplicación de fertilizantes nitrogenados en las propiedades físico-químicas del suelo y la comunidad bacteriana. Los tratamientos incluyeron un tratamiento de fertilización regular convencional (RT), fertilización regular del sistema de co-cultivo de arroz y anguila (IT), y tratamientos de fertilización con reducción de nitrógeno del 10%, 30% y 50% (IT90, IT70 e IT50). Nuestra investigación demostró lo siguiente: (1) En comparación con RT, IT aumentó significativamente los macroagregados estables al agua del suelo (R0.25), el diámetro medio ponderado (MWD), el diámetro medio geométrico (GMD) y el contenido de fósforo disponible, con aumentos del 15.66%, 25.49%, 36.00% y 18.42%, respectivamente. Entre los tratamientos de fertilización con reducción de nitrógeno, IT90 mostró el efecto más significativo. En comparación con IT, IT90 aumentó significativamente R0.25, MWD, GMD y el contenido de nitrógeno disponible, con aumentos del 4.4%, 7.81%, 8.82% y 28.89%, respectivamente. (2) En comparación con RT, a nivel de filo, la diversidad de Chloroflexi aumentó significativamente bajo IT e IT50, y la diversidad de Gemmatimonadota aumentó significativamente bajo IT90, IT70 e IT50. La diversidad de Acidobacteriota fue significativamente mayor en IT90 e IT70 en comparación con IT. Se demostró que el sistema de co-cultivo de arroz y anguila y la reducción de fertilizantes nitrogenados podrían mejorar efectivamente la capacidad de degradación de la materia orgánica y promover el ciclo del nitrógeno en el suelo. Además, el análisis de redundancia (RDA) identificó el fósforo total, el nitrógeno total y el nitrógeno disponible (= 0.007) como los tres factores ambientales más importantes que impulsan los cambios en la comunidad bacteriana. (3) El análisis de predicción funcional de la microbiota del suelo mostró que, en comparación con RT, la diversidad de rutas relacionadas con la biosíntesis (biosíntesis de carbohidratos y biosíntesis de estructuras celulares) y el metabolismo (biosíntesis de L-glutamato y L-glutamina) fue significativamente mayor bajo IT70, IT90, IT e IT50 (en orden descendente). Sin embargo, la diversidad de rutas asociadas con la degradación/utilización/asimilación (degradación de metabolitos secundarios y degradación de aminas y poliaminas) fue significativamente menor bajo todos los tratamientos de co-cultivo de arroz y anguila. En conclusión, el sistema de co-cultivo de arroz y anguila mejoró las propiedades físico-químicas del suelo y el ambiente microbiano del suelo en comparación con la siembra convencional, y la mejor mejora del suelo se logró con una aplicación de fertilizante N un 10% menor.