Изменения микробного сообщества дерново-подзолистой тяжелосуглинистой почвы при возделывании различных сельскохозяйственных культур

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Полевые и лабораторные исследования проводили в 2023 г. с целью оценки изменений состава микробных сообществ дерново-подзолистой тяжелосуглинистой почвы при выращивании различных культур в звене севооборота со следующим чередованием культур: горчица – озимая пшеница – ячмень. Такая последовательная ротация культур выбрана для базовой оценки динамических преобразований структуры микробиологических сообществ почвы, обусловленных возделыванием различных сельскохозяйственных культур. Микробное сообщество в почвенных образцах, отобранных через 1, 2 и 3 года после запашки сидеральной массы, анализировали посредством ампликонного секвенирования гена 16S рРНК бактерий и архей. При попарном сравнении микробных сообществ почвы из-под различных культур наибольшее в опыте число достоверно изменяющихся таксономически значимых групп микроорганизмов (55) обнаружено в почве из-под озимой пшеницы и горчицы. При анализе почвы из-под ячменя и горчицы количество специфичных таксонов уменьшалось вдвое (до 24). Почвы, занятые пшеницей и ячменем, были практически идентичны по составу доминирующих таксонов бактерий. Наиболее выраженные изменения отмечали среди представителей археи типа Crenarchaeota, относящихся к классу Nitrososphaeria. Отдельные таксоны этого класса продемонстрировали высокую специфичность в отношении агроэкологических условий возделывания зерновых культур и горчицы. Сидерация оказывает минорное влияние на состав микробного сообщества, по-видимому, в первую очередь на уровне изменения численности отдельных бактериальных таксонов.

Об авторах

А. А. Завалин

Всероссийский научно-исследовательский институт агрохимии имени Д. Н. Прянишникова

Email: zavalin.52@mail.ru
127550, Москва, ул. Прянишникова, 31а

А. С. Карашаева

Всероссийский научно-исследовательский институт агрохимии имени Д. Н. Прянишникова

127550, Москва, ул. Прянишникова, 31а

Е. Н. Старостина

Всероссийский научно-исследовательский институт агрохимии имени Д. Н. Прянишникова

127550, Москва, ул. Прянишникова, 31а

А. О. Зверев

Всероссийский научно-исследовательский институт сельскохозяйственной микробиологии

196608, Санкт-Петербург, Пушкин‑8, ш. Подбельского, 3

Список литературы

  1. Методология биологических исследований почвы в рамках проекта «Микробиом России» / Т. И. Чернов, В. А. Холодов, Б. М. Когут и др. // Бюллетень Почвенного института им. В. В. Докучаева. 2017. Вып. 87.C. 100–112. doi: 10.19047/0136-1694-2017-87-100-113.
  2. Respones of soil physico-chemical properties, structure of the microbial community and crop yields to different fertilization practices in Russias’S conventional farming system. / A. N. Naliukhin, A. V. Kozlov, A. V. Eregin, et al. // Brazilian Journal of Biology: 2024. Vol. 84. e282493. URL: https://www.scielo.br/j/bjb/a/6cLdJhvfSzCvMyTD8mnbkrw/?format=pdf&lang=en (дата обращения: 14.05.2025). doi: 10.1590/1519-6984.282493.
  3. Чернов Т. И., Семенов М. В. Управление почвенными микробными сообществами: возможности и перспективы (обзор) // Почвоведение. 2021. № 12.C. 1506–1522. doi: 10.31857/S0032180X21120029.
  4. Unveiling the roles, mechanisms and prospects of soil microbial communities in sustainable agriculture / K. Kiprotich, E. Muema, C. Wekesa, et al. // Discover Soil: 2025. Vol. 2:10. URL: https://link.springer.com/article/10.1007/s44378-025-00037-4 (дата обращения: 14.05.2025). doi: 10.1007/s44378-025-00037-4.
  5. Biodiversity, and biotechnological contribution of beneficial soil microbiomes for nutrient cycling, plant growth improvement and nutrient uptake / N. Yadav, D. Kour, T. Kaur, et al. // Biocatalysis and Agricultural Biotechnology. 2021. Vol. 33. 102009. URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1878818121001055 (дата обращения: 14.05.2025). doi: 10.1016/j.bcab.2021.102009.
  6. Изменение метагенома прокариотного сообщества как показатель плодородия пахотных дерново-подзолистых почв при применении удобрений / А. Н. Налиухин,C. М. Хамитова, А. П. Глинушкин и др. // Почвоведение. 2018. № 3.C. 331–337. doi: 10.7868/S0032180X18030073.
  7. Microbial community succession in soil is mainly driven by carbon and nitrogen contents rather than phosphorus and sulphur contents. / Sh. Tang, Q. Ma, K. A. Marsden, et al. // Soil Biology and Biochemistry. 2023. Vol. 180. 109019. URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0038071723000810 (дата обращения: 14.05.2025). doi: 10.1016/j.soilbio.2023.109019.
  8. Влияние удобрений и средств химизации на плодородие почвы и питание растений / А. С. Карашаева, А. А. Завалин, Г. А Ивашенков и др. // АгроЭкоИнженерия. 2023. № 4(117).C. 4–14. doi: 10.24412/2713-2641-2023-4117-4-14.
  9. DADA2: High-resolution sample inference from Illumina amplicon data // B. J. Callahan, P. J. McMurdie, M. J. Rosen, et al. Nature Methods. 2016. Vol. 13. No. 7. P. 581–583. doi: 10.1038/nmeth.3869.
  10. P. J. McMurdie, S. Holmes. Phyloseq: An R package for reproducible interactive analysis and graphics of microbiome census data // PLoS ONE. 2013. Vol. 8. No. 4. P. e61217. URL: https://journals.plos.org/plosone/article/file?id=10.1371/journal.pone.0061217&type=printable (дата обращения: 14.05.2025). doi: 10.1371/journal.pone.0061217.
  11. Welcome to the tidyverse / H. Wickham, M. Averick, J. Bryan, et al. // Journal of Open Source Software. 2019. Vol. 4. No. 43. P. 1686. URL: https://www.theoj.org/joss-papers/joss.01686/10.21105.joss.01686.pdf (дата обращения: 14.05.2025). doi: 10.21105/joss.01686.
  12. Amplicon Sequencing of Fusarium Translation Elongation Factor 1α Reveals that Soil Communities of Fusarium Species Are Resilient to Disturbances Caused by Crop and Tillage Practices / P. M. Henry, S. I. Koehler, S. Kaur, et al. // Journal Phytobiomes, 2022. Vol. 6(3). P. 261–274. doi: 10.1094/PBIOMES-09-21-0053-R.
  13. Zhu A., Ibrahim J. G., Love M. I. Heavy-tailed prior distributions for sequence count data: removing the noise and preserving large differences // Bioinformatics. 2019. Vol. 35. No. 12. P. 2084–2092. doi: 10.1093/bioinformatics/bty895.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».