Soil Microbiome: A Hidden World Beneath Our Feet

Soil הוא הרבה יותר מאשר בינוני אינרטי עבור שורשים צמחיים.זה מערכת אקולוגית חיה, נשימה teeming עם מגוון מדהים של מיקרואורגניזם. גרם אחד של אדמה בריאה יכול להכיל מיליארדי חיידקים, כמו גם פטריות, ארכאה, פרוזוה, וערפיליות בר קיימא, כל אינטראקציה ברשת מורכבת של חיים.

ההשפעה של מיקרובים קרקעיים על גידולים היא עמוקה.הם מקלים על אופניים תזונתיות, מייצרים הורמון גדילה צמחי, מדכא פתוגנים, משפרים את מבנה הקרקע, ואפילו משפיעים על פרופיל תזונתי וטעם של המוצר המנוסח. במשך עשרות שנים, חקלאות קונבנציונלית המתמקדת בעיקר קלטות כימיות, לעתים קרובות להתעלם ממד הביולוגי של בריאות.עם זאת, גוף גדל והולך של מחקר וניסיון מעשי עכשיו מראה כי ניהול מיקרובי רחב ורחב יכול להוביל לגידול חומרי גלם טוב יותר, גידול יותר, איכות טובה יותר, וצמיחה, יותר, יותר, איכות טובה יותר, וצמיחה.

מנוע אופניים תזונתי: מיקרובים כעובדי חקלאות ללא תשלום

התפקיד הבסיסי ביותר של מיקרובים קרקעיים בחקלאות הוא השתתפותם ברכיבה תזונתית.במערכות אקולוגיות טבעיות, חומרים מזינים ממוחזרים ללא הרף באמצעות פיזור החומר האורגני. במערכות חקלאיות, שבו היבולים הוסרו ומזינים מייצאים, אופניים אלה הופכים אפילו יותר קריטיים.

טרנספורמציה Nitrogen

Nitrogen הוא לעתים קרובות המגביל ביותר של חומרים מזינים לצמיחה ביבול.בעוד חנקן אטמוספירי (N2) הוא בשפע, הוא אינו זמין צמחים. קבוצה מיוחדת של חיידקים, כולל FLT:0RhizobiumFLT:1 (סימביוטיקה עם קטנונים) ונוצרה ללא ספק חנקן חיים של חנקן, כגון FLT:2Aspimbriulating טבעי; 000, להמיר את האפקטים לתוך זרם אנרגיה טבעי, אך לתוך צורה זו לתוך זרם אנרגיה חנקן, 000 טבעי, 000.

Phosphorus Solubilization

Phosphorus הוא עוד חומר תזונתי מרכזי כי הוא נעול לעתים קרובות מינרלים אדמה או צורות אורגניות. . . . . . . . ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

תפוחי אדמה ומיקרו-תזונה

פעילות מיקרוביאלית משפיעה גם על הזמינות של אשלגן, ברזל, אבץ, ומיקרו-תזונה אחרים.על ידי שינוי pH הקרקע באמצעות ייצור של חומצות אורגניות, ועל ידי תחרות על אתרי sorption, microbes יכול לשחרר חומרים מזינים אלה לפתרון הקרקע. חיידקים מסוימים לייצר מתווכים, תרכובות כי chelate ברזל ולהפוך אותו זמין יותר לצמחים.זה חשוב במיוחד בקרקעות כיפתן הוא גורם שלילי כי הוא לא יכול לגרום ליבולים בריאים.

השפעות ישירות על Crop Yield: יותר מאשר רק חומרים מזינים

Soil microbes להשפיע היבול באמצעות מנגנונים כי מעבר הוראה תזונתית פשוטה. הם יכולים לעורר באופן ישיר את צמיחת הצמח על ידי הפקת פיטוורנים.לדוגמה, רבים צמחי צמיחה-מניעה rhizobacteria (PGPR) מסנתז auxins, gbberellins, ו cytoins. אלה לעורר את השקע, להגדיל את צפיפות השורש, ולשפר היווצרות nod ברגליים גדולות יותר, במיוחד, תרגם מתח יעיל יותר, יעיל יותר, יעיל יותר, יעיל יותר, יעיל יותר, לחץ מים יעיל יותר, יעיל יותר, יעיל יותר.

(החומרים) מייצרים גם תרכובות אורגניות תנודתיות שיכולות לגרום להתנגדות מערכתית בצמחים.זה אומר שכל הצמח הופך ליותר גמיש למחלות ובמזיקים, להפחית את אובדן התשואות ללא צורך בחומרי הדברה כימיים.

דיכוי מחלות סויל-נולד

אחת הדרכים הדרמטיות ביותר מיקרובים משפיעה על התשואות היא באמצעות דיכוי המחלה. Soils כי הם מדכאים פתוגנים לעתים קרובות יש מגוון גבוה ושפע של מיקרואורגניזמים מועילים. ⁇ אלה להתחרות על משאבים, לייצר אנטיביוטיקה, לגרום הגנה צמחית, ואפילו ליישב ישירות להרוג פתוגנים גבוהים באופן עקבי, למשל, FLT:0Bacillus subLTsals, 1:1 ;

לחץ וסובלנות

( ⁇ ) גם לתרום ליציבות תחת מתחים ביוטיים כגון בצורת, סליניטי, חום. mycorrhizal פטריות ליצור רשתות היפילליות נרחבות אשר לחקור את פודים הקרקע מעבר להישג ידם של שורשים, ביעילות להרחיב את אזור השורש וגישה למים במהלך תקופות יבשות.חלק מהחיידקים מייצרים את אנזים ACC deaminase, אשר מורידים רמות של צמחי ערך, ובכך להפחית את הלחץ המושרה על ידי הסובלנות מיקרו-Fintens:

שיפור איכות Crop באמצעות פעילות מיקרוביאלית

Yield הוא רק חלק מהמשוואה.רחבה, צרכנים ומעבדי מזון דורשים תוצרת באיכות גבוהה עם פרופילים תזונתיים ספציפיים, תכונות טעם, תכונות חיי מדף.קהילות מיקרוביאליות יש השפעה ישירה ולעתים קרובות מזלזלת על תכונות אלה איכות.תוכן תזונתי של איברים מקצינים מושפעת על ידי זמינות ומאזן של חומרים מזינים המאורגן על ידי מיקרובים.

פלאפור וארומה

(במחקר מפורסם, החוקרים מצאו כי זנים של עפר מיקרוביומים מעצבים את הטעם של יבולים.במחקר מפורסם, מצאו כי זנים של סטיקנים זהים שגדלו באדמה שונה היו פרופילים שונים, וההבדלים האלה היו קשורים לקומפוזיציה של קהילות מיקרוביאליות.מיקרובים משפיעים על ייצור תרכובות אורגניות תנודתיות בצמחים באמצעות אות הורמונלית ואספקת יין קשורה למיקרו-פרימיים, הם יכולים לעתים קרובות לשפר את החלבון של מינרלים אחרים.

איכות תזונתית

פעילות מיקרוביאלית מגבירה את התוכן המינרלי של גידולים.כפי שמינרלים כמו אבץ וברזל מן הקרקע, אלמנטים אלה הופכים להיות זמינים יותר עבור גידול צמחי.יבולים מזון שגדלו באדמה עם קהילות מיקרוביאלי פעיל לעתים קרובות להראות ריכוזים גבוהים יותר של מיקרו-תזונה חיוני, פוטנציאל לטפל ליקויים מיקרו-תזונה באוכלוסיות אנושיות.בנוסף, ייצור מיקרוביאלי של ויטמינים (למשל, B12ate, חומצה), עשוי לקחת את הערך הני של הצמחי של הצמח, על ידי שורשים נוספים.

שם הסרטון: The Hard Shelf Life

איכות Crop כוללת גם תכונות לאחר ההארברסט. פירות וירקות מצמחים אשר היו מעוקו על ידי מיקרובים מועילים לעתים קרובות להציג רקמות מוצק יותר, תוכן נוגד חמצון גבוה יותר, ולהפחית רגישות לרקבים לאחר ההארברסט.זה בגלל טיפולים מיקרוביאליים טרום-הרטיביים (או באופן טבעי מיקרוביאלי גבוה) יכול להוביל את מערכת החיסון של הצמח.

שחקני מפתח בקהילה המיקרוביאלית

ר'יהזוביה: The Nitrogen Partners

החיידקים האלה יוצרים נוודים סימביוטיים על השורשים של קטניות, תיקון חנקן אטמוספירי לתוך אמוניה כי הצמח יכול להשתמש. בתמורה, הצמח מספק תרכובות פחמן.מערכת יחסים זו יכולה לספק 50-80% מהחנקן הנדרש על ידי קטנים, צמצום הצורך של דשנים סינתטיים.בסיבובים, חנקן חי מדגנים לאחר מכן, להפגין כיצד אינטראקציות מיקרוביאלי יכול לעבור טמפרטורות.

Arbuscular Mycorrhizal Fungi (AMF)

קרן המטבע היא אולי הסימבטונים החשובים ביותר בחקלאות.הם מיישבים את השורשים של יותר מ 80% של צמחים ארציים, כולל גידולים גדולים כמו תירס, חיטה, סויה, ותפוח אדמה. בתמורה לפחמימות, AMF hyphae scavenge sphorus, חנקן, מים, ומיקרו-תזונה מקרקעות בלתי נגישים לשורשים, הם גם לשפר את הפחתת השפע של פחמן, אשר משמש יותר גבוה יותר, 000 פחמן, 000.

Plant growth-Promoting Rhizobacteria (PGPR)

(ג) PGPR היא קטגוריה רחבה של חיידקים מועילים הקשורים שורשים צמחיים ולשפר את הצמיחה.הגן הבלתי ניתן להשגה כולל:0Pseudomonas, Bacillus, Azospirillum, FigvesFLT:1 ו-FLT:2Enterobacter:6FLT 3FLTs לייצר פיטורים (inole-acetic, gbins) במיוחד חנקן של חנקן, במיוחד חנקן של חנקן, כולל של חנקן, 000.

Free-Living and Associative Nitrogen Fixers

לא כל המזהמים החנקנים דורשים צומת: Bacteria כמו FLT:0 (Azotobacter, קלייבסולה, ®FLT:1 ו-FLT:2ClostridiumFLT 3) לתקן חנקן בעת חי בחופשיות באדמה או ב- rhizosphere.

אתגרים העומדים בפני קהילות Soil Microbial

למרות היתרונות שלהם, קהילות מיקרוביאלי הקרקע להתמודד עם איומים רבים בנוף החקלאי המודרני. Tillage משבש כיפיית פטריות ומפחית את שפע של פטריות mycorrhizal.שימוש אינטנסיבי של דשנים סינתטיים וחומרי הדברה יכול לדכא מיקרובים מועילים תוך תמיכה בצמיחה פתוגנית כבדה. לדוגמה, רמות דשן גבוהות מעכבות לעתים קרובות rhizobial nodulation ו-AMF כי אין צורך בצמחים חמצן כבד יותר לשחיקה תעשייתית.

אובדן המגוון המיקרוביאלי

Monoculture היבול עם סיבוב יבול מוגבל מפחית את המגוון של שורש הצמח exudates, אשר בתורו בוחר לטווח צר יותר של מינים מיקרוביאליים. אובדן זה של מגוון יכול לערער את המערכת האקולוגית, מה שהופך אותו פגיע יותר התפרצויות פתוגניות ופחות יעיל ברכיבה תזונתית. Re אחסן באמצעות סיבובים מגוונים, יבול, וצמצום עד הפחתת הוא אחד האסטרטגיות היעילות ביותר עבור שחזור של מיקרו-סגולות בריאים.

שינויי אקלים משפיעים

(הטמפרטורות הגדלות ודפוסי המשקעים שינונו משפיעים ישירות על פעילות מיקרוביאלית ועל הרכב הקהילתי.בכמה אזורים, הבצורת המוגברת תפחית הביומסה מיקרוביאלית ופעילות, תוך ייבוש הקרקעות המטבוליות והרכיבה על אופניים מטבוליים, עלולה להאיץ את מינרליזציה של החומר האורגני, תחילה לשחרר חומרים מזינים אך לרוקן את הפחמן בטווח הארוך.

Harnessing Microbes: Inoculants and Biofertilizers

המדע של שימוש במיקרואורגניזמים כדי לשפר את התפוקה של היבול מתקדם במהירות.ביופריים המסחריים מכילים מיקרואורגניזמים מועילים או רדום שניתן ליישם אותם על זרעים, שתילים, או אדמה. מוצרים המכילים FLT:0RhizobiumFLT:1 עבור קטנטנים משופרים שימש עבור יותר ממאה שנים.

מגמות במיקרוביאל Inoculants

(הגישות החדשות כוללות שימוש בחיידקים אנדופיליים החיים בתוך רקמות צמחיות, מתן הטבות ישירות מבלי להתחרות ב- rhizosphere.בנוסף, קונסורציונל (חבילות של כמה מינים תואמים) הופכות לסטנדרט, שכן הם יותר גמישים ויעילים מאשר זנים בודדים.

תרגולי חקלאות בת קיימא לבריאות מיקרוביאלית

ריפא את היתרונות של מיקרובים קרקע דורש יותר מאשר רק יישום מוצר; זה דורש ניהול ברמת מערכת אשר מטפח שפע מיקרוביאלי וגיוון.כאן הם פרקטיקות מפתח:

  • (ב) ,0) מיליטים את טילג: 1FLT 1 פחת או חקלאות ללא תשלום משמר את הההיפטה והמבנה הקרקעי, ומאפשר רשתות מיקרוביאליות לשגשג.
  • (FLT:0) פיזור רוטטים: 1FLT 1 לשתול מגוון של יבולים, כולל קטניות, פלייקה ועשבים, תומך בקהילה מיקרוביאלית רחבה יותר.כל סוג של יבול מאגד תרכובות ייחודיות שמאכילות קבוצות מיקרוביאליות שונות, ומונעות את הדומיננטיות של כל פתוגן יחיד.
  • (FLT:0Add Organic Amendments:FLT:1 Compost, Manure, ירוק ממאירות, ו ביושר לספק חומר אורגני שמזין את רשת המזון הקרקע.תיקוןים אלה מגבירים ביומסה מיקרוביאלית ופעילות, שיפור רכיבה על אופניים תזונתיות ודיכוי מחלות.
  • (FLT:0) לחנך את Inputs סינתטיים: ibph:1) שימוש יתר של דשנים וחומרי הדברה יכול לפגוע במיקרובים מועילים. integrate אורגני מקורות וליישם כימיקלים המבוססים באופן עסיסי על בדיקות אדמה ו ניטור מזיקים. סוכנים ביולוגיים יכולים לעתים קרובות להחליף פטריות סינתטיות או אינסטלקטינים.
  • (FLT:0) Maintain Soil Cover: FLT:1 ,קשה אדמה פגיע לשחיקה, קיצוניות טמפרטורה, וייבוש של מיקרובים.כיסוי גידולים, מבוללות, או שאריות היבול מגנים על המיקרוביום ולספק בית גידול.
  • (FLT:0) Irrigate בחוכמה:FLT:1 Over-irrigation יכול להוביל לתנאי אנירוביים התומכים במניפסטים ופתוגנים. Drip irrigation ותזמון המבוססים על חיי לחות קרקעיים למנוע מים ולשמור על תנאי אירוביים מועילים עבור רוב המיקרובים.

מסקנה

[כל הקהילות המיקרוביות] אינן שחקניות היקפיות בחקלאות; הן שותפות מרכזיות: על ידי ניהול קרקעות לתמיכה במשאבים חיי חיי חיי חיי חיי מיקרוביאליים אחרים, החקלאים יכולים במקביל לשפר את היבולים, לשפר את איכות המזון והטעם, להפחית את עלויות הקלט, ולקדם את בריאות הקרקע הארוכת טווח, כאשר ה- 0Fcreativeity היא בעלת פוטנציאל גבוה יותר, כאשר היא בעלת יכולת אינטגרציה יעילה של תחום ה-Fcreativeology, היא גבוהה יותר, כאשר היא בעלת השפעה גבוהה יותר, היא בעלת השפעה על פני כדור הארץ, היא גבוהה יותר, כאשר היא בעלת רמת ה-ה של תחום ה-Fcreative Data-tocreliciveal-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-