p A presença de altas concentrações de sal e nitrogênio em solos de alto túnel pode tornar mais desafiador reconstruir um microbioma de solo saudável após um evento de limpeza do solo, de acordo com ecologistas microbianos do Penn State's College of Agricultural Sciences. p Os resultados de suas pesquisas têm implicações importantes para a fertilidade do solo, e por extensão, saúde e rendimento da colheita, explicou Laura Kaminsky, um candidato a doutorado em fitopatologia, que liderou a investigação sob a orientação de Terrence Bell, professor assistente de fitobiomas.

p "As plantas geralmente crescem melhor com uma comunidade de bactérias ativa e diversa, fungos e outros micróbios no solo, "disse ela." Se esses micróbios forem eliminados por um evento de limpeza do solo, queremos saber com que rapidez o microbioma do solo se recupera e quais micróbios são mais bem-sucedidos em se restabelecer. Nosso estudo está estabelecendo as bases para o desenvolvimento futuro de diretrizes que ajudarão os agricultores na reconstrução do solo por meio de aditivos microbianos. "

p Os pesquisadores se concentraram em sistemas agrícolas que usam túneis altos, que são de plástico, estruturas semelhantes a estufas colocadas sobre uma seção do solo do campo. Essas estruturas são usadas para estender a estação de cultivo e cultivar safras de alto valor, como tomates, em um ambiente mais protegido.

p Contudo, a qualidade do solo sob túneis altos tende a degradar-se com o tempo. "Se a mesma safra for cultivada em um túnel alto ano após ano, patógenos específicos para essa cultura se acumulam em níveis cada vez mais altos no solo e causam quantidades crescentes de doenças na cultura, "Kaminsky disse.

p Uma maneira de controlar essa pressão crescente de doenças é reduzir a população de patógenos, eliminando toda a comunidade microbiana do solo, que é feito com fumigação química ou práticas menos agressivas, como desinfestação anaeróbia do solo e solarização do solo.

p O problema, Kaminsky apontou, é que essas práticas de limpeza do solo eliminam indiscriminadamente os micróbios do solo, incluindo micróbios que fornecem benefícios para as plantas de cultivo e micróbios que executam funções gerais do solo, como ciclagem de nutrientes.

p Os experimentos de Kaminsky e Bell, que aconteceu no Buckhout Laboratory em 2018 e 2019, examinou especificamente se a alta salinidade do solo e as altas concentrações de nitrogênio no solo - duas propriedades do solo que frequentemente se desenvolvem sob altos túneis ao longo do tempo - alteraram o desenvolvimento do microbioma do solo.

p Fazer isso, os pesquisadores enterraram pequenos sacos de malha de náilon contendo solo "fonte" não esterilizado em solo "recipiente" esterilizado e os deixaram incubar por sete semanas. Isso permitiu que os micróbios colonizassem o solo receptor, simular como os micróbios do solo ao redor de uma área de solo limpo colonizariam de volta ao solo limpo ao longo do tempo. Solos receptores foram corrigidos com sal, azoto, ambos ou nenhum para determinar se essas propriedades impactaram a composição das comunidades microbianas no solo receptor.

p A equipe coletou amostras do solo receptor em dois momentos:uma semana e sete semanas de incubação. Em cada momento, os pesquisadores caracterizaram a comunidade microbiana medindo a biomassa microbiana e obtendo um catálogo das espécies bacterianas presentes usando técnicas de sequenciamento de genes.

p Após a primeira semana, as comunidades microbianas tinham biomassa relativamente baixa e eram dominadas por um conjunto muito limitado de espécies nos gêneros Bacillus e Paenibacillus. Por sete semanas, havia uma comunidade microbiana muito maior e mais diversa presente.

p "Em cada momento, havia certas espécies bacterianas presentes em cada microcosmo, independentemente do tratamento do solo receptor, "Kaminsky disse." Chamamos esses 'colonizadores universais, 'e a maioria deles estava no gênero Bacillus ou Paenibacillus. Isso não é surpreendente, pois esses táxons bacterianos são conhecidos por serem onipresentes e de rápido crescimento em ambientes de solo. "

p Nos solos recipientes com adição de sal e nitrogênio, o acúmulo de biomassa e diversidade bacteriana foi significativamente restringido em relação aos solos recipientes sem aditivos. Isso é, maior salinidade do solo e maior nitrogênio do solo atrasaram o restabelecimento de um microbioma do solo diverso.

p "Não foi surpreendente que a alta salinidade do solo produzisse este resultado, como o sal representa um estresse significativo para muitos micróbios, "Kaminsky disse." Foi um tanto surpreendente que o nitrogênio elevado do solo produziu esse resultado porque o nitrogênio é uma fonte de nutrientes em vez de um estresse. Contudo, pode ter favorecido um subconjunto menos diverso de micróbios de crescimento rápido, levando aos resultados que vimos. "

p As evidências, publicado em Microbiologia Ambiental , sugerem que fatores como o acúmulo de nutrientes e sal, o que pode ser particularmente problemático em sistemas de túneis altos, pode ser importante para determinar quais micróbios colonizadores sobrevivem, Bell disse. Ele observou que Kaminsky desenvolveu programas de extensão da Penn State para compartilhar os resultados com os produtores.

p "Laura tem trabalhado muito para desenvolver habilidades de pesquisa de ponta e habilidades de comunicação que permitem que ela transmita o estado de conhecimento em nosso campo para os agricultores e outras partes interessadas, " ele disse.