乳牛堆肥による土壌真菌群集の生物学的および生物学的促進要因について

2023年5月22日
乳牛堆肥による土壌真菌群集の生物学的および生物学的促進要因について

https://journals.asm.org/doi/abs/10.1128/aem.01931-22

著者紹介 Daniel C. Schlatter https://orcid.org/0000-0002-4695-8367 daniel.schlatter@usda.gov, Joshua D. Gamble, Sarah Castle, Julia Rogers, Melissa WilsonAUTHORS INFO & AFFILIATIONS
DOI: https://doi.org/10.1128/aem.01931-22
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ABSTRACT
現代農業では、作物の収量を最大化するために合成肥料を大量に投入することが多いが、その集中的な使用により、養分が失われ、土壌の健康が損なわれている。一方、肥料は植物が利用できる栄養素を供給し、有機炭素を蓄積し、土壌の健全性を向上させる。しかし、肥料が菌類群集に与える影響、肥料が土壌菌類に与える影響メカニズム、肥料を媒介とする菌類が土壌中でどのような運命を辿るのかについては、明確な理解が得られていない。我々は、5つの土壌を用いて土壌マイクロコズムを構築し、60日間の培養で肥料が真菌群に与える影響を調査した。さらに、土壌と糞尿をオートクレーブ処理することで、土壌真菌群集の変化が生物学的性質によるものか生物学的性質によるものか、また、土壌固有の群集が糞尿由来菌のコロニー形成を制約しているかどうかを明らかにした。その結果、肥料を添加した土壌の真菌群集は、時間の経過とともに非添加の群集から乖離し、多くの場合、多様性の低下と連動していることがわかった。真菌類群集は、生きた糞尿とオートクレーブした糞尿に同様の反応を示したことから、観察された動態は主に生物学的な力に起因していることが示唆された。最後に、糞尿を媒介とする真菌は、生きたままの土壌とオートクレーブ処理した土壌の両方で急速に減少し、土壌環境が彼らの生存に適さないことを示している。
重要性 農業システムにおける堆肥の改良は、土着微生物に成長基質を供給すること、または堆肥を媒介する分類群を導入することによって、土壌微生物群に影響を与える可能性がある。本研究では、土壌真菌群に与えるこれらの影響の一貫性と、異なる土壌における生物学的および生物学的要因の相対的重要性を調査した。その結果、土壌ごとに異なる真菌分類群が肥料に反応し、土壌真菌群集のシフトは、導入された微生物よりもむしろ生物学的要因によって大きく左右されることが明らかになった。この結果は、肥料が土壌固有の菌類に与える影響は一貫していない可能性があり、土壌の生物学的特性によって、肥料を媒介とする菌類による侵襲にほとんど抵抗できることを示している。
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