생물발생구조물 생산을 통한 토양 다산 유지에서 지렁이의 역할

초록

토양생물계는 토양생산성에 유익하고 모든 생태계의 지속가능한 기능에 기여한다. 영양소의 순환은 지구상의 생명에 필수적인 중요한 기능입니다. 지렁이(지렁이)는 대부분의 생태계에서 토양 동물 군 공동체의 주요 구성 요소이며 많은 비율의 거대 동물 군 바이오 매스를 포함합니다. 그들의 활동은 미네랄 토양에 찌꺼기의 신속한 결합을 통해 토양 영양소 순환을 향상시킬 수 있기 때문에 유익합니다. 이 혼합 효과 외에도 지렁이 내장에서 물 배설과 관련된 점액 생성은 다른 유익한 토양 미생물의 활동을 향상시킵니다. 이것은 유기물의 생산에 선행됩니다. 그래서,단기적으로,더 중요한 효과는 신선한 캐스트 증언 식물에 의해 쉽게 동화 영양소의 대량(엔,피,케이,캘리포니아)의 농도입니다. 또한,지 렁이 토양 유기 물질의 회전율 뿐만 아니라 광물 화를 가속화 하는 것 같다. 지렁이는 또한 미생물 군집에 대한 직접 및 간접 효과를 통해 질소 광물 화를 증가시키는 것으로 알려져 있습니다. 지 렁이 토양 유기 물질 안정화 및 농업 시스템에 축적을 용이 하 게 하 고 그들의 영향 토지 관리 관행의 차이에 크게 의존 하는에 대 한 잠재력을 나타냅니다. 이 논문은 설명 된 주제에 대한 게시 된 데이터에 대한 정보를 요약합니다.

1. 소개

토양 서식지의 보호는 장기적인 품질과 생산성을 결정하는 생물학적 특성의 지속 가능한 관리를 향한 첫 번째 단계입니다. 토양 생물 군이 토양 생산성에 도움이된다는 것은 일반적으로 받아 들여지지만 토양에 사는 유기체와 토양 생태계의 기능에 대해서는 알려진 바가 거의 없습니다. 토양 비옥도에서 지렁이의 역할은 다윈(1809-1882)이 그의 마지막 과학 저서”그들의 습관에 대한 관찰과 함께 벌레의 작용을 통한 식물성 곰팡이의 형성”을 출판 한 1881 년부터 알려져 있습니다.”그 이후로 모든 생태계의 지속 가능한 기능에 대한 토양 유기체 기여를 강조하기 위해 여러 연구가 수행되었습니다. 토양 거대 동물은 생물 구조(캐스트,펠릿,갤러리 등)가 축적되어 간접적으로 토양 및 쓰레기 환경을 수정합니다.)(표 1). 영양소의 순환은 지구상의 생명체에 필수적인 중요한 생태계 기능입니다. 최근 몇 년 동안 연구는 내부 자원 사용의 높은 효율과 생산 농업 시스템의 개발에 대한 관심이 증가하고 따라서 낮은 입력 요구 사항 및 비용을 보여 주었다. 현재,토양 거시 무척추 동물 솜 변환 및 섭 동 및 토양 비 옥 및 토지 생산성의 향상을 위한 생물 구조의 생산을 통해 다른 공간 및 시간 규모에서 영양 역학에 중요 한 역할을 하는 증거가 증가 하 고 있다. 기후변화는 습한 열대 지방의 대부분의 자연 생태계에서 토양 동물 군의 주요 구성 요소이며 많은 비율의 거대 동물 군 바이오 매스를 구성합니다. 유기물이 다산 및 생산성과 자주 관련된 재배 된 열대 토양에서 무척추 동물(특히 무척추 동물)의 공동체는 광물 화 및 부식 과정의 조절에 의해 역학에서 중요한 역할을 할 수 있습니다.

1.1. 지렁이의 기능적 중요성

토양 생물학적 과정과 다산 수준에 미치는 영향 생태 학적 범주가 다릅니다. 무생물 종은 토양의 깊은 미네랄 층에 영구적 인 굴을 구축;그들은 음식에 대한 자신의 굴에 토양 표면에서 유기물을 드래그합니다. 엔도 직 종은 독점적으로 살며 토양의 상부 광물 층,주로 섭취 된 광물 토양 물질에 광범위한 비 영구 굴을 건설하며”생태 엔지니어”또는”생태계 엔지니어”로 알려져 있습니다.”그들은 다른 유기체에 대한 자원의 가용성 또는 접근성을 수정할 수있는 물리적 구조를 생성합니다. 후성 종은 토양 표면에 살고 영구적 인 굴을 형성하지 않으며 주로 쓰레기와 부식질을 섭취하고 부패하는 유기물을 섭취하며 유기물과 무기물을 혼합하지 않습니다. 서식지와 생태계의 대부분(표 2)에서,일반적으로 함께 또는 개별적으로 토양의 비옥도를 유지하는 책임이있는 이러한 생태 범주의 조합입니다.

1.2. 그들은 토양 및/또는 토양 표면에 응집체와 기공(즉,생물 구조)을 생성하여 물리적 특성,영양 순환 및 식물 성장에 영향을 미친다. 생체 구조는 유기 광물 응집체의 집합을 구성합니다. 그들의 안정성과 유기 물질의 농도는 토양의 물리적 특성과 솜 역학에 영향을 미칩니다. 게다가 그들은 토양 미생물 공동체에 의해 더 악용되는 영양소와 자원을 집중시키는”기능적 영역”내에서 몇 가지 중요한 토양 생태 과정에 영향을 미칩니다. 유기물의 동역학에 미치는 영향은 고려되는 시간 및 공간 규모에 따라 다릅니다. 습한 열대 환경에서의 내생동물의 활성은 미생물 활동의 결정 요인으로 토양에 대한 간접적 인 영향을 통해 초기 솜 회전율을 가속화합니다. 유기 입자의 선택적 채집으로 인해 장 내용물은 종종 벌크 토양에 비해 유기 물,영양소 및 물이 풍부하며 높은 수준의 미생물 활동을 촉진 할 수 있습니다. 그들은 먼저 솜을 단편화하고 미네랄 입자 및 미생물과 함께 혼합하여하여 솜과 미생물 사이의 접촉의 새로운 표면을 생성하여 광물 화를 강화하는 것으로보고되었다. 단기적으로,더 중요한 효과는 신선한 캐스트 증언 식물에 의해 쉽게 동화 영양소의 대량(엔,피,케이,캘리포니아)의 농도입니다. 이러한 영양소의 대부분은 지렁이 소변과 점액에서 파생됩니다. 습한 열대 지방의 고도로 침출 된 토양에서 지렁이 활동은 토양에 찌꺼기가 빠르게 통합되기 때문에 유익합니다. 이 혼합 효과 외에도 지렁이 장에서 물 배설과 관련된 점액 생산은 미생물의 활동을 향상시키는 것으로 알려져 있습니다. 이것은 유기물의 생산에 선행됩니다. 따라서 신선한 캐스트는 높은 영양소 함량을 보여줍니다(표 3). 캐스트의 화학적 특성은 오염되지 않은 토양의 특성과 다르며 식물 사용 가능한 영양소가 풍부합니다. 캐스트 증착시,미생물 제품은 지렁이 점액 이외에 토양 입자를 결합하여 매우 안정한 응집체의 형성에 기여합니다. 유기 잔류 물의 초기 분해 속도를 높일 수 있지만,여러 연구에 따르면 유기 잔류 물의 통합 및 보호를 통해 솜을 안정화시킬 수 있습니다. 시간의 긴 기간 동안,이 향상된 미생물 활성은 캐스트가 건조 할 때 감소,및 집계는 물리적으로 광물 화에 대한 솜을 보호하기 위해보고. 따라서 기음 광물 속도 감소 및 캐스트에서 솜의 광물 몇 달 동안 차단 될 수 있습니다. 이 작은 조각으로 분해되면 그것은 미생물에 대한 다시 액세스 할 수 있습니다. 또한 솜의 매출뿐만 아니라 광물 화를 가속화 할 것으로 보인다. 게다가,학문은 또한 한 번 안정된 던지기에 있는 유기물이,이 안정화를 수 년 동안 유지할 수 있다는 것을 나타내었습니다. 그럼에도 불구 하 고,화학 메커니즘 또한 기여할 수 있습니다 안정화에 증거 캐스트 미네랄 토양 입자와 솜 세균성 다 당 류 및 곰 팡이 균사에 농축 사이 강한 상호 작용에 의해 함께 개최 됩니다 보여줍니다. 지렁이 캐스트는 유기 씨 과 엔,초과 씨 과 엔 섭취되지 않은 토양의 내용물 각각 1.5 및 1.3 의 배수로(표 4). 이 농축은 경작 된 토양의 특정 유기 화합물 역학에 국한되지 않고 모든 입자 크기 분획에서 나타납니다. 이러한 결과 명확 하 게 토양 다(표 5)의 가능한 장기 안정화를 선도 하는 큰 거시 집합체 내에서 마이크로 응집체의 토양 다의 보호를 제공 하 고 직접 참여의 직접적인 참여를 나타냅니다. 그것은 또한 보고 되었다는 EWs 증가의 설립을 커버 작물 파생 C 로 macroaggregates,그리고 더 중요한 것으로,microaggregates 형성에 macroaggregates. 토양 응집체에 유기 씨와 엔 증가 전송 농업 시스템에 솜 안정화 및 축적을 촉진 하기 위해 유엔에 대 한 잠재력을 나타냅니다.

5-년 주기 15 년 주기 토양 웜 캐스트 토양 웜 캐스트 유기 탄소(%) 2 (0.1) *2.5 (.13) 3.2 (.17) **4.5 (.23) Total Nitrogen (%) 0.22 (0.01) *0.29 (.17) 0.4 (.03) *0.6 (.04) Available Phosphorus (mg/100 g) 0.9 (0.03) *1.4 (.09) 2.0 (.06) **2.8 (.15) Potassium (meq/100 g) 0.5 (0.02) 0.54 (.04) 1.2 (.05) *2.0 (.09) Calcium (meq/100 g) 0.9 (0.01) *1.2 (.08) 1.5 (.04) **2.5 (.13) 마그네슘) 1.2 (0.05) *1.8 (.09) 3.1 (.17) *4.0 (.34)

* , **.

표 3

동북 인도의 이동 농업에서 자르기 동안 지렁이 캐스트 및 비생산 토양의 영양 농도 변화(자체,).

5-10 세 휴경 10 세 휴경 15 세 휴경 토양 웜 캐스트 토양 웜 캐스트 토양 웜 캐스트 유기 탄소(%) 1.2 (.07) *3.5 (.09) 1.9 (.09) **4 (.03) 2.2 (.13) **5.2 (.04) Total Nitrogen (%) 0.22 (.01) *0.55 (.02) 0.25 (.03) **0.59 (.02) 0.21 (.04) *0.62 (.05) Available Phosphorus (mg/100 g) 0.38 (.02) *1.1 (.05) 0.5 (.01) **1.8 (.07) 0.54 (.01) *1.7 (.05) Potassium (meq/100g) 0.24 (.01) *0.61 (.32) 0.4 (.03) *1.0 (.05) 0.42 (.01) *0.90 (.02) 칼슘) 0.19 (.03) *0.60 (.03) 0.22 (.02) **0.75 (.01) 0.22 (.01) *0.85 (.02) 마그네슘) 0.22 (.01) *0.50 (.01) 0.2 5 (.04) *0.60 (.01) 0.32 (.01) *0.70 (.01)

* , **.

표 4

인도 북동부의 버려진 농업 휴경지에서 지렁이 캐스트 및 섭취되지 않은 토양의 영양 농도 변화(자체,).

입자 크기(엠) 라구나 베르데 라만차 2000-250 32.8 5.1 51.2 2.8 13.8 8.4 7.1 2.4 100-50 48.8 4.7 54.1 1.3 1.6 0.6 1.5 0.9 50-20 48.5 7.6 63.4 4.8 21.9 9.6 17.1 2.3 20-2 50 4.2 22.4 13.7 15.2 6.7 29.5 5.1 100000000000) 2000-250 4.72 1.2 4.35 0.10 100-50 4.35 0.2 5.24 0.60 0.21 0.01 2.2 0.22 50-20 4.06 0.4 5.04 0.04 1.91 0.20 2.4 0.20 20-2 4.20 4.76 0.40 2.46 1.02 2.8 0.9 씨:엔 비율 2000-250 8.8 11.8 100-50 10.8 10.3 7.6 6.8 50-20 12.0 12.6 11.5 7.1 20-2 11.9 4.7 6.2 10.5

표 5

씨 및 엔 함량 및 씨:엔 대조 토양의 입자 크기 유기 분획물 비율 및 폰토 콜 렉스 코레 스루 루스 주조.

또한 미생물 군집에 대한 직접 및 간접 효과를 통해 질소 광물 화를 증가시키는 것으로 알려져 있습니다(표 6). 동북인도에서 농업 이동의 자르기 단계에서 질소 순환에서 질소 순환의 역할에 대한 우리의 연구는(표 7)토양 질소의 활동을 통해 식물에 사용할 수있는 총 토양 질소가 깎인 초목,무기 및 유기 분뇨,재활용 작물 잔류 물 및 잡초를 추가하여 토양에 대한 질소의 총 투입량보다 높다는 것을 보여주었습니다. 우리 연구에서는 동북 인도의 농업 생태계에서의 이동,중앙 히말라야의 앉아있는 테라스 농업 생태계에서의,그리고 인도-갠지스 평야의 집중적 인 농업 생태계에서 관찰 된 바와 같이 토양 산도의 중요한 역할은 토양 산도의 극적인 증가입니다. 이것은 벌레 던지기에 있는 질소가 이것 오히려 이익 벌레에 의하여 농도에 부분적으로 만기가 될지도 모른다 그래야,토양에 있는 미생물 활동 그리고 엔 기정을 증가합니다. 미생물총에 의하여 질소 강화 작용은 또한 지렁이 창자에서 확실히 강렬하 신선한 던지기에 있는 몇 시간 동안,각각,유기물을 토양으로 통합해서 그리고 또는 세균성 지역 사회를 방목해서 계속합니다. 박테리아 바이오 매스를 강화 또는 감소시키고 박테리아 활동을 자극하는 것으로 밝혀졌습니다. 그러나 사이클링에 미치는 영향은 자르기 시스템 유형과 적용된 비료(광물 대 유기물)에 의해 크게 결정되는 것으로 보입니다. 다양한 실험 연구에 따르면 비료 보존 연구에 잠재적으로 부정적인 결과가 있음을 시사합니다. 시스템에 존재하는 지렁이 종과 종의 상호 작용은 또한 질소 광물 화 및 작물 생산에 영향을 미칩니다. 이것은 종의 특성 및 기질 품질에 따라 향상된 질소 고정 또는 광물 화를 초래할 수 있습니다. 따라서 이 검토는 농업 생태계의 씨앤엔 사이클링 프로세스에 미치는 중요한 영향과 그 영향력이 관리 관행의 차이에 크게 좌우된다는 점을 강조합니다. 또한 인간 영향력이 감소하고 영양 상태가 낮은 시스템,즉 경작 없음,광물질 비료 사용 감소 및 유기물 함량이 낮은 시스템에서 영양소 가용성을 높일 수 있습니다. 토양 비옥도를 향상시키는 데있어서 토양 비옥도의 역할은 다른 연구에서 나오는 과학적 결과에 의해 더 잘 설명되는 고대 지식입니다. 이 연구는 직접 사회 복지에 연결되어 연구의 중요한 분야이다. 관련된 모든 단계에는 적절한 프로토콜과 재현 가능한 결과가 필요합니다. 이는 현장에서 채택된 기술이 기술 어답터로부터 받은 피드백을 기반으로 실험실에서 더욱 개선되어 기술 어답터에게 더욱 설득력 있는 정보를 제공하는 피드백 메커니즘이다.

2. 미래 연구 필요

영양 순환 및 토양 구조에서 지렁이 주조의 역할을 평가하기 위해 수행 된 대부분의 연구는 표면 주조 종과 관련이 있으며,현장 조건 하에서 퇴적 된 캐스트를 다룬 연구는 거의 없다. 토양 캐스트의 생태 학적 영향에 대한 더 나은 이해에 도달하기 위해 지렁이 굴과 토양 캐스트의 식물 성장에 미치는 영향에 대한 영양 역학의 평가는 엄청난 도움이 될 것입니다. 지상 주조 지 렁이 종에 대 한 그들의 지상 캐스트의 생태 학적 영향 특히 저하 및 방해 생태계의 생물 학적 관리에 대 한 영양 가용성 관련 하 여 그들의 표면 캐스트로 중요 한 될 가능성이 높습니다. 따라서 더 많은 연구가 더 나은 토양 관리 기술에 대한 전략을 발전시키기 위해 영양 역학에서 영양소의 역할에 대한 우리의 지식을 완성하기 위해이 분야에서 수행 될 필요가있다.

3. 결론

토양 비옥 관리에 대한 잠재적 기여를 고려할 때,농업 시스템 관리 결정에서이를 고려할 필요가있다. 특히 토양 비옥도에 영향을 미칠 수 있으며,이는 자연적으로 저하 된 생태계와 농업 생태계에서 지속 가능한 토지 이용을 증가시키는 데 매우 중요 할 수 있습니다. 적절한 지렁이 관리는 비료 투입량을 줄일 수있는 동안 작물 수확량을 유지할 수 있습니다. 농업은 많은 토양 교란 활동을 포함 할 수 있기 때문에 토양 생물 군과 작물 성과에 영향을 줄 수있는 관리 전략을 고안하는 데 도움이 될 것입니다.

약어

감사

저자는 실험실 지원 미스 라자 니 씨 감사.