Cal, gesso e nitrogênio como fatores que aumentam a abundância de fungos do solo e microrganismos que ciclam N em sistemas agrícolas integrados

Resumo

As comunidades microbianas do solo são impulsionadoras do ciclo de carbono (C) e nitrogênio (N) em ecossistemas terrestres e fornecem indicadores iniciais de como o manejo afeta a qualidade do solo. A estrutura e a função da comunidade microbiana são afetadas pelo pH do solo e pela fertilização com N e podem ser afetadas por cal e gesso, mas há uma lacuna no conhecimento sobre a interação com N, particularmente em sistemas integrados. Avaliamos os efeitos de curto prazo da aplicação superficial de cal e gesso junto com fertilizante N nas propriedades do solo e comunidades microbianas, por meio do perfil de ácidos graxos fosfolipídicos e sequenciamento do amplicon de RNA ribossômico Illumina 16S. O pH do solo provou ser a característica mais importante que regula a estrutura microbiana do solo neste latossolo tropical. Na ausência de fertilização com N, a cal e o gesso aliviaram o estresse de acidez, diminuíram a proporção de bactérias Gram-positivas para Gram-negativas (−8%) e aumentaram a proporção de fungos para bactérias (+38%). Além disso, fungos micorrízicos arbusculares (AMF) foram aumentados (+36%). Cal e cal+gesso favoreceram a abundância relativa de grupos taxonômicos importantes envolvidos no ciclo do N. A aplicação de fertilizantes de N também aumentou a abundância relativa de grupos envolvidos no ciclo do N, exceto para gêneros bacterianos envolvidos na fixação de N ₂ . Concluímos que o alívio do estresse ácido pela aplicação de cal ± gesso aumentou a abundância relativa de grupos microbianos benéficos (ou seja, AMF, bactérias Gram e N ciclando), resultando em mudanças na composição da comunidade microbiana, potencialmente promovendo o ciclo de C e N.

Abstract

Soil microbial communities are drivers of carbon (C) and nitrogen (N) cycling in terrestrial ecosystems and provide early indicators of how management affects soil quality. Microbial community structure and function are affected by soil pH and N fertilization and can be affected by lime and gypsum, but there is a gap in knowledge about the interaction with N, particularly in integrated systems. We assessed the short-term effects of surface application of lime and gypsum along with N fertilizer on soil properties and microbial communities through phospholipid fatty acid profiling and Illumina 16S ribosomal RNA amplicon sequencing. Soil pH proved to be the most important characteristic regulating soil microbial structure in this tropical oxisol. In the absence of N fertilization, lime and gypsum alleviated acid stress, decreased the ratio of Gram-positive to Gram-negative bacteria (−8%), and increased the ratio of fungi to bacteria (+38%). Additionally, arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) were increased (+36%). Lime and lime+gypsum favored the relative abundance of important taxonomic groups involved in the N cycle. The application of N fertilizers also increased the relative abundance of groups involved in the N cycle, except for bacterial genera involved in N 2 fixation. We conclude that alleviating acid stress by applying lime ± gypsum increased the relative abundance of beneficial microbial groups (i.e., AMF, Gram and N cycling bacteria), resulting in changes in microbial community composition, potentially promoting the cycle of C and N.