Совмещение навоза и удобрений повышает плодородие почвы и урожайность

Длительное применение коровьего навоза в сельском хозяйстве способно кардинально изменить круговорот фосфора в почве и повлиять на связанные с ним микробные сообщества. Однако до недавнего времени оставалось неясным, как именно эти микроорганизмы влияют на продуктивность сельскохозяйственных культур при постоянном внесении органики. Новое исследование китайских ученых проливает свет на эти процессы.

Команда под руководством Баокуня Лэя из Института окружающей среды и сельскохозяйственных ресурсов Юньнаньской академии сельскохозяйственных наук провела 15-летний полевой эксперимент. Ученые изучали, как длительное внесение коровьего навоза – отдельно или в сочетании с химическими удобрениями – влияет на микробные сообщества, отвечающие за переработку фосфора, в системах интенсивного овощеводства.

Результаты, опубликованные в журнале Soil Ecology Letters, показали, что совместное использование навоза и химических удобрений при выращивании салата-латука в открытом грунте оказалось наиболее эффективным. Такой подход увеличил разнообразие полезных почвенных бактерий на 45,3% и их численность на 290%. Анализ микробных сетей также выявил рост положительных взаимосвязей между микроорганизмами на 74,6%, что указывает на более здоровую и устойчивую почвенную экосистему.

Исследование было частично мотивировано экологическими нормами, действующими в бассейне озера Эрхай, где проводился эксперимент. «Основываясь на предварительных данных и региональных экологических правилах, запрещающих использование исключительно химических удобрений в водосборном бассейне озера Эрхай, мы сосредоточились на применении только коровьего навоза и его комбинации с химическими удобрениями, – пояснил старший научный сотрудник Лэй. – Мы хотели выяснить, какой метод долгосрочного внесения удобрений более эффективен для усвоения фосфора овощами и более безопасен для окружающей среды».

В ходе работы ученые выявили ранее не описанные ключевые виды микроорганизмов, играющие решающую роль в трансформации фосфора. Они проанализировали микробные сообщества, несущие ключевые функциональные гены, такие как phoD и gcd, и установили четкие связи между структурой микробного сообщества, активностью ферментов и продуктивностью овощей.

Полученные данные имеют большое значение для разработки устойчивых методов ведения сельского хозяйства, особенно в регионах, которые сталкиваются с проблемами интенсивного земледелия и управления фосфорным загрязнением. Долгосрочные стратегии удобрения могут оптимизировать использование фосфора почвой, повысить урожайность и одновременно защитить водные ресурсы от загрязнения, создавая основу для более экологичного производства продуктов питания.