連続栽培が土壌微生物群集の集合プロセスを駆動し、キーストーン分類群を変化させて課題を引き起こす

科学分野:

• 土壌科学;微生物学;農学

背景:

• 健康な土壌は生態系サービスと食料安全保障に不可欠であり、土壌微生物叢は土壌の健康状態を示す。;長期にわたる連続的な単作は、土壌微生物の多様性と機能に悪影響を与え、持続可能な農業を脅かす。

研究 の 目的:

• タバコ栽培における連続栽培の課題の根底にある微生物メカニズムを調査する。;異なる連続栽培期間が根圏微生物群集の集合、組成、キーストーン分類群に与える影響を分析する。

主な方法:

• タバコを1年間、5年間、10年間、15年間連続栽培した（CR、CC5、CC10、CC15）。;根圏微生物群集の集合プロセス、組成、キーストーン分類群、およびそれらと連続栽培障害との関係を分析した。

主要な成果:

• 5年後（CC5）には、決定論的集合によって細菌群集構造が著しく異なり、微生物間の相互作用が減少し、病原菌が増加した。;細菌群集の集合は、10年後（CC10）および15年後（CC15）には確率論的プロセスに移行し、微生物ネットワークの複雑性と有益な微生物が回復した。;CC15処理では、有益な微生物が回復し、病原菌が減少し、1年間の対照（CR）の土壌微生物群集に近似していた。

結論:

• 初期の連続栽培（CC5）は、細菌群集の集合を破壊し、ネットワークの安定性を低下させ、有害な微生物を増加させ、作物収量の障害を悪化させる。;長期の連続栽培（CC15）は、集合を確率論的プロセスに移行させ、微生物ネットワークの複雑性と有益な微生物を強化し、それによって連続栽培の障害を軽減する。