تتابع المجتمعات الميكروبية الوظيفية ذات الدورة النيتروجينية خلال تحسين التربة المالحة القلوية الناتج عن البيوكاربون

الملخص: يُعترف بتطبيق البيوكاربون بشكل متزايد لقدرتة على التخفيف من انبعاثات غازات الاحتباس الحراري وتعزيز احتباس النيتروجين في التربة. ومع ذلك، تظل تأثيراته على المجتمعات الميكروبية ذات الدورة النيتروجينية في التربة المالحة القلوية غير مفهومة جيدًا. أجرينا تجربة ميدانية لمدة عامين تحت زراعة الشوفان مع أربعة معدلات تطبيق للبيوكاربون (0، 10، 30، و50 طن لكل هكتار). تم استخدام PCR الكمي وتسلسل الأمبليكون للجينات الأساسية ذات الدورة النيتروجينية (nifH، amoA‐AOA، amoA‐AOB، nirK، nirS، وnosZ) لتقييم التغيرات في وفرة وهيكل المجتمع الميكروبي. أدى تطبيق البيوكاربون على المدى القصير إلى تقليل كبير في الوفرة المرتبطة بـ nifH وAOB، مما يدل على تثبيط أولي لتثبيت النيتروجين وأكسدة الأمونيا. كما أدى تطبيق البيوكاربون إلى تقليل كبير في تنوع Chao1 للعائلات المرتبطة بـ nifH وnirS، في حين أن معدل التطبيق الأعلى (50 طن لكل هكتار) قلل بشكل أكبر من تنوع Shannon لمجتمعات nirS وnosZ المرتبطة. كانت AOB أكثر حساسية من AOA، حيث أظهرت تقليل أكبر في الوفرة وتغيرات في المجتمع. كشفت تحليل LEfSe عن تغييرات تركيبية مستمرة فقط في المجموعات المرتبطة بـ nifH وnosZ، مع غنى العائلات المرتبطة بـ nifH تحت B10 والعائلات المرتبطة بـ nosZ تحت B30 وB50. حددت اختبارات Mantel التربة CO3 2− و Cl− و Na+ كمحفزات بيئية رئيسية لتباين المجتمعات الميكروبية ذات الدورة النيتروجينية. بشكل عام، exerted تطبيق البيوكاربون تأثيرات تعتمد على الزمن والجرعة على المجتمعات الميكروبية ذات الدورة النيتروجينية في التربة المالحة القلوية. إن الاستقرار التدريجي للمجتمعات الميكروبية يبرز مرونتها البيئية من خلال التكيف الميكروبي، بدلاً من العودة إلى الحالة الأصلية، ويقترح أن التحولات الناتجة عن البيوكاربون قد تؤثر في النهاية على تثبيت النيتروجين وتخفيف N2O في النظم الزراعية المتأثرة بالملح.