小麦と微生物が肥料をめぐって地下土壌戦争を繰り広げる

1世紀以上にわたり、農家は窒素について懸念を抱いてきました。作物が成長するために必要な主要な栄養素の1つです。それがなければ、小麦の植物は背が低く、青白いままになります。健全な量の窒素があれば、それらは繁栄して強く成長し、どこの穀物箱でもいっぱいになります。 しかし、窒素は植物だけに属しているわけではありません。土にも命があります。植物の根の近くの地面には何十億もの微生物が生息しており、それらも窒素を必要とします。農家が畑に肥料をやるたびに、静かな競争が始まります。植物と微生物のどちらが最初にそこに到達するでしょうか?新しい研究は、土壌の酸性度という要因の 1 つがバランスを崩す可能性があることを示しています。土壌の酸性度がすべてを変える土壌pHは土壌の酸性またはアルカリ性を示します。研究室のレポートとしては些細な詳細のように思えるかもしれませんが、pH は栄養素の作用に重要な影響を与えます。ここでは、小麦と微生物の間の窒素をめぐる競争に影響を与えます。植物が主に吸収する 2 つの形態は、アンモニウムと硝酸塩です。これらの形態は微生物にも吸収される可能性があります。研究者は実験室環境で制御された実験を実施しました。彼らは 2 つの農地で小麦を栽培しました。最初は酸性でした。 2 番目のものは石灰質で、よりアルカリ性でした。研究者らは窒素同位体を使用して、肥料窒素が時間の経過とともにどこへ行ったかを正確に追跡した。これにより、小麦植物と土壌微生物による窒素の取り込みを測定できるようになりました。「私たちの研究結果は、土壌のpHが小麦がどのように窒素を獲得するか、そして微生物がこの重要な栄養素を求めて植物とどのように激しく競合するかを根本的に変えることを示しています」と、責任著者である四川農業大学のティン・ラン氏は述べた。 「これらの相互作用を理解することは、より効率的で持続可能な施肥戦略を開発するために不可欠です。」さまざまな土壌と肥料戦略小麦は両方の土壌で同じように動作しませんでした。石灰質土壌では、植物は窒素適用後最初の 24 時間以内に硝酸塩を強く好む傾向を示しました。酸性土壌では、同じ期間中、小麦はアンモニウムと硝酸塩の間で明確な優先性を示さなかった。全体として、小麦は酸性土壌よりも石灰質土壌の方が効率的に窒素を吸収しました。その違いは基本的な土壌化学に遡ります。石灰質土壌では硝化率が高かった。簡単に言うと、より多くのアンモニウムが硝酸塩に変換され、小麦が好む傾向があります。酸性土壌は、微生物が窒素をよりしっかりと保持するのに役立つ条件を作り出しました。結果？優勢になった土タイプの形。微生物は最初に窒素を捕らえます肥料が土壌に落ちた直後、微生物が侵入しました。施肥直後は微生物が窒素の吸収を支配しました。彼らは迅速な対応を示し、短期的には強力な優位性を示しました。しかし、そのリードは続かなかった。 48 時間以内に、小麦は両方の土壌タイプで微生物による窒素の取り込みを上回りました。たとえ微生物が最初に噛んだとしても、作物は時間の経過とともにより多くの窒素を回収しました。それでも、競争のレベルはpHに依存しました。酸性土壌では、微生物の窒素同化は石灰質土壌よりも著しく高いままでした。 酸性条件下の微生物は小麦とほぼ同じ量の窒素を捕捉しました。これは、より低い pH 条件下でより強力な競争を示しています。石灰質土壌では微生物の競争が弱かった。小麦は窒素摂取をより効果的に制御しました。土壌のpHが肥料の損失を減らす窒素肥料は何十億もの人々の食糧を支えています。しかし、それらは非効率的に使用されることがよくあります。大部分は作物として利用されることはありません。その代わりに、それらは水路に流れ込んだり、温室効果ガスとして空気中に逃げたりします。土壌の pH が作物が要求できる窒素量に影響を与えるのであれば、pH の管理は単なる付随的な問題ではなくなります。実用的なツールに変わります。 石灰処理やその他の方法で土壌の酸性度を調整することは、農家が微生物の活動と作物の摂取のバランスをとるのに役立つ可能性があります。バランスが良くなれば肥料の無駄も減ります。これは、農家にとってはコストが削減され、他の人にとっては汚染が軽減されることを意味します。結局のところ、小麦の収量を増やすには、肥料の追加と同じくらい酸性度の管理に依存している可能性があります。地下のコンテストは本物だ。そして今では、pH が勝者を決定するのに役立つことがわかりました。土壌生物学の隠されたタイミングこの研究は、忘れられやすいことにも焦点を当てています。土は単なる土ではありません。それはダイナミックなシステムです。植物の根と微生物は栄養素の変化に素早く反応します。 彼らの戦略は土壌の化学的性質とタイミングによって変わります。 48 時間の猶予期間によって、誰が何を得るかという結果が変わる可能性があります。タイミングと化学反応を理解することで、科学者や農家に新たな洞察が得られます。これを利用することで、土壌生物学に反するのではなく、それに協力する施肥方法を設計できるようになります。研究全体は雑誌に掲載されました 窒素循環。—–Eric Ralls と Earth.com が提供する無料アプリ、EarthSnap をチェックしてください。—– #小麦と微生物が肥料をめぐって地下土壌戦争を繰り広げる