Rolle Meitemark I Jordas Fruktbarhet Vedlikehold Gjennom Produksjon Av Biogene Strukturer

Abstract

jord biota fordeler jord produktivitet og bidrar til bærekraftig funksjon av alle økosystemer. Sykling av næringsstoffer er en kritisk funksjon som er avgjørende for livet på jorden. Meitemark (EWs) er en viktig del av jord fauna samfunn i de fleste økosystemer og utgjør en stor andel av makrofauna biomasse. Deres aktivitet er gunstig fordi den kan forbedre jordens næringssykling gjennom rask inkorporering av detritus i mineraljord. I tillegg til denne blandingseffekten øker slimproduksjonen forbundet med vannutskillelse i jordmask også aktiviteten til andre gunstige jordmikroorganismer. Dette etterfølges av produksjon av organisk materiale. Så på kort sikt er en mer signifikant effekt konsentrasjonen av store mengder næringsstoffer (N, P, K Og Ca) som lett kan assimileres av planter i ferske støpte avsetninger. I tillegg synes regnormer å akselerere mineraliseringen, så vel som omsetningen av jordorganisk materiale. Meitemark er også kjent for å øke nitrogen mineralisering, gjennom direkte og indirekte effekter på den mikrobielle samfunnet. Den økte overføringen av organisk C og N til jordaggregater indikerer potensialet for regnormer for å lette stabilisering og akkumulering av organisk materiale i jordbruks systemer, og at deres innflytelse avhenger sterkt av forskjeller i arealforvaltningspraksis. Denne artikkelen oppsummerer informasjon om publiserte data om de beskrevne fagene.

1. Introduksjon

Beskyttelse av jordmiljøet er det første skrittet mot bærekraftig forvaltning av dets biologiske egenskaper som bestemmer langsiktig kvalitet og produktivitet. Det er generelt akseptert at jordbiota fordeler jordproduktivitet, men svært lite er kjent om organismer som lever i jorda og jordøkosystemets funksjon. Rollen til meitemark (EWs) i jordas fruktbarhet er kjent siden 1881, da Darwin (1809-1882) publiserte sin siste vitenskapelige bok med tittelen «dannelsen av vegetabilsk mugg gjennom virkningen av ormer med observasjoner på sine vaner.»Siden da har det blitt gjennomført flere studier for å markere jordorganismens bidrag til bærekraftig funksjon av alle økosystemer . Jordmakrofauna, som EWs, endrer jord-og søppelmiljøet indirekte ved akkumulering av deres biogene strukturer (kaster, pellets, gallerier, etc.) (Tabell 1). Sykling av næringsstoffer er en kritisk økosystemfunksjon som er avgjørende for livet på jorden. Studier de siste årene har vist økende interesse for utvikling av produktive landbrukssystemer med høy effektivitet av intern ressursbruk og dermed lavere innsatskrav og kostnader . For tiden er det økende bevis på at jordmakroinvertebrater spiller en nøkkelrolle i SOM-transformasjoner og næringsdynamikk på forskjellige romlige og tidsmessige skalaer gjennom forstyrrelse og produksjon av biogene strukturer for forbedring av jordfruktbarhet og jordproduktivitet . EWs er en viktig komponent i jord fauna samfunn i de fleste naturlige økosystemer i fuktige tropene og utgjør en stor andel av makrofauna biomasse . I dyrkede tropiske jordarter, hvor organisk materiale ofte er relatert til fruktbarhet og produktivitet, kan samfunnene av hvirvelløse dyr—spesielt EWs—spille en viktig rolle i (SOM) dynamikk ved regulering av mineraliserings-og humifiseringsprosessene .

1.1. Funksjonell Betydning Av Regnormer

Effektene Av EWs på jordbiologiske prosesser og fruktbarhetsnivå varierer i økologiske kategorier . Anecic arter bygger permanente burrows inn i jordens dype minerallag; de drar organisk materiale fra jordoverflaten til sine burrows for mat. Endogeiske arter lever utelukkende og bygger omfattende ikke-permanente burrows i det øvre minerallaget av jord, hovedsakelig inntatt mineraljord, og er kjent som «økologiske ingeniører» eller «økosystemingeniører.»De produserer fysiske strukturer der de kan endre tilgjengeligheten eller tilgjengeligheten til en ressurs for andre organismer . Epigeiske arter lever på jordoverflaten, danner ingen permanente burrows, og inntar hovedsakelig søppel og humus, så vel som på forfallende organisk materiale, og blander ikke organisk og uorganisk materiale . I de fleste habitater og økosystemer (Tabell 2) er det vanligvis en kombinasjon av disse økologiske kategoriene som sammen eller hver for seg er ansvarlige for å opprettholde jordens fruktbarhet .

1.2. Rolle Meitemark i Næringsstoff Tilgjengelighet Til Jord

EWs påvirke tilførsel av næringsstoffer gjennom sine vev, men i stor grad gjennom sine gravende aktiviteter; de produserer aggregater og porer (dvs .biostrukturer) i jord og/eller på jordoverflaten, og dermed påvirker dens fysiske egenskaper, næringssykling, og plantevekst. De biogene strukturer utgjør samlinger av organo-mineralaggregater. Deres stabilitet og konsentrasjon av organisk materiale påvirker jordens fysiske egenskaper og SOM dynamikk. Dessuten påvirker de noen viktige jordøkologiske prosesser innenfor deres «funksjonelle domene» der de konsentrerer næringsstoffer og ressurser som utnyttes videre av jordmikroorganismesamfunn . Effekten Av EWs på dynamikken i organisk materiale varierer avhengig av tid og romskalaer som vurderes . Aktiviteten av endogeic EWs i fuktig tropisk miljø akselererer innledende som omsetning gjennom indirekte effekter på jord C som determinanter av mikrobiell aktivitet. På grunn av selektiv foraging av organiske partikler, er tarminnholdet ofte beriket i organisk materiale, næringsstoffer og vann sammenlignet med bulkjord og kan fremme høye nivåer av mikrobiell aktivitet . De har blitt rapportert å forbedre mineraliseringen ved først å fragmentere SOM og deretter blande den sammen med mineralpartikler og mikroorganismer, og dermed skape nye overflater av kontakt mellom SOM og mikroorganismer . På kort sikt er en mer signifikant effekt konsentrasjonen av store mengder næringsstoffer (N, P, K Og Ca) som lett kan assimileres av planter i ferske støpte avsetninger . De fleste av disse næringsstoffene er avledet fra earthworm urin og slim . I svært utlakkede jordarter av fuktige troper er jordmaskaktivitet gunstig på grunn av rask inkorporering av detritus i jorda . I tillegg til denne blandingseffekten er slimproduksjon assosiert med vannutskillelse i jordmaskens tarm kjent for å øke aktiviteten til mikroorganismer . Dette etterfølges av produksjon av organisk materiale. Så ferske kaster viser høyt næringsinnhold(Tabell 3). De kjemiske egenskapene til kaster skiller seg fra de av noningested jord og er rike på plante tilgjengelige næringsstoffer. Ved støpt avsetning binder mikrobielle produkter, i tillegg til jordmask mucilages, jordpartikler og bidrar til dannelsen av svært stabile aggregater . Selv Om EWs kan fremskynde den første nedbrytningen av organiske rester, har flere studier indikert at de også kan stabilisere SEG gjennom innlemmelse og beskyttelse i deres kast . Over lengre perioder reduseres denne forbedrede mikrobielle aktiviteten når støpene tørker, og aggregering rapporteres deretter for å fysisk beskytte SOM mot mineralisering. Dermed C mineralisering rate avtar og mineralisering AV SOM fra kaster kan blokkeres i flere måneder . Det kan bli tilgjengelig igjen for mikrofloraen når disse er degradert i små fragmenter . I Tillegg Ser EWs ut til å akselerere mineraliseringen samt omsetningen AV SOM . Videre har studier også indikert at organisk materiale i støpene, en gang stabilisert, kan opprettholde denne stabiliseringen i mange år . Likevel kan kjemiske mekanismer også bidra til stabilisering siden bevis viser at støpene holdes sammen av sterke samspill mellom mineraljordpartikler og SOM er beriket i bakterielle polysakkarider og sopphyphae . Jordmaskstøper er beriket i organisk C Og N, som overstiger C og n innholdet i den ikke inntatte jorda med en faktor på henholdsvis 1,5 og 1,3 (Tabell 4). Denne anrikningen vises i alle partikkelstørrelsesfraksjoner, ikke begrenset til visse organiske sammensatte dynamikk i en dyrket jord . Disse resultatene tyder tydelig på EWs direkte involvering i å gi beskyttelse av jord C i mikroaggregater i store makroaggregater som fører til en mulig langsiktig stabilisering av jord C (Tabell 5). Det har også blitt rapportert At EWs øke inkorporering av cover crop-avledet C i makroaggregater, og enda viktigere, i mikroaggregater dannet innenfor makroaggregater. Den økte overføringen av organisk C og N til jordaggregater indikerer Potensialet For EWs for å lette som stabilisering og akkumulering i landbrukssystemer .

EWs er også kjent for å øke nitrogenmineraliseringen, gjennom direkte og indirekte effekter på det mikrobielle samfunnet (Tabell 6). Våre studier om EWs rolle i nitrogen-syklingen under beskjæringsfasen av skiftende landbruk i Nordøst-India viste (Tabell 7) at det totale jordnoten som ble gjort tilgjengelig for planter gjennom Aktiviteten Til EWs, var høyere enn den totale tilførselen av nitrogen til jorda gjennom tilsetning av slashed vegetasjon, uorganisk og organisk gjødsel, resirkulerte planterester og ugress . En viktig rolle For EWs er den dramatiske økningen i jord pH som observert gjennom våre studier i skiftende agroekosystem I Nordøst-India, i et stillesittende terrasse agroekosystem i Sentrale Himalaya, og i intensivt agroekosystem i Indo-Gangetic plains. Dette øker mikrobiell aktivitet Og n fiksering i jorda, slik at nitrogen i ormen kastet kan skyldes i det minste delvis til dette i stedet for til konsentrasjon av gevinst ormer. Nitrogen mineralisering av mikroflora er også ganske intens i jordmaskens tarm og fortsetter i flere timer i friske kaster , henholdsvis ved å inkorporere organisk materiale i jorda og eller ved å beite bakteriesamfunnet. EWs har blitt funnet å enten forbedre eller redusere bakteriell biomasse, og for å stimulere bakteriell aktivitet . Påvirkningen Av EWs På n sykling synes imidlertid også å være i stor grad bestemt av beskjæringssystemtype og gjødsel påført (mineral versus organisk). Ulike eksperimentelle studier tyder på At EWs har potensielt negative konsekvenser for gjødseln retensjonsstudier . Meitemark arter og arter interaksjoner stede i systemet også påvirke nitrogen mineralisering og planteproduksjon . Dette kan resultere i forbedret nitrogen immobilisering eller mineralisering avhengig av artens egenskaper og substratkvalitet. Gjennomgangen fremhever dermed de viktige effektene EWs har på C – og n-sykkelprosesser i agroøkosystemer, og at deres innflytelse avhenger sterkt av forskjeller i ledelsespraksis . Videre Kan EWs også øke næringstilgjengeligheten i systemer med redusert menneskelig påvirkning og lav næringsstatus, det vil si ingen jordbearbeiding, redusert bruk av mineralgjødsel og lavt innhold av organisk materiale . EWs rolle i å forbedre jordens fruktbarhet er gammel kunnskap som nå forklares bedre av vitenskapelige resultater som kommer fra ulike studier. Dette er et viktig fagområde der forskningen er direkte knyttet til sosial velferd . Hvert involvert trinn krever passende protokoller og reproduserbare resultater. Dette er en tilbakemeldingsmekanisme der teknologien som brukes i feltene, forbedres ytterligere i laboratoriene basert på tilbakemeldingene fra teknologiadopterne for å gi mer overbevisende informasjon til teknologiadoptere.

2. Fremtidig Forskningsbehov

De fleste studiene som er utført for å vurdere rollen som jordmaskstøping i næringssykling og jordstruktur, er relatert til overflatestøpingsarter, og bare noen få har behandlet kast deponert under feltforhold . For å få en bedre forståelse av den økologiske effekten av jordkasting, vil vurderingen av næringsdynamikk i jordmaskgraver og på effekten av jordkasting på plantevekst være til stor hjelp. For arter med jordstøping av meitemark under bakken, vil den økologiske virkningen av deres støpte under bakken sannsynligvis være like viktig som overflatestøpene i forhold til næringsstofftilgjengelighet, spesielt for biologisk styring av nedbrytte og forstyrrede økosystemer. Derfor er det nødvendig med mer forskning på dette området for å fullføre vår kunnskap Om EWs rolle i næringsdynamikk for å utvikle strategier for bedre jordhåndteringsteknikker.

3. Konklusjoner

Vurderer potensielle bidrag Fra EWs til jord fruktbarhet ledelse, er det behov for å vurdere dem i agroecosystem beslutninger. EWs kan spesielt påvirke jordas fruktbarhet som kan være av stor betydning for å øke bærekraftig arealbruk i naturlig degraderte økosystemer samt agroøkosystemer. Riktig meitemark ledelse kan opprettholde avlinger mens gjødsel innganger kan reduseres. Siden oppdrett kan innebære mange jordforstyrrende aktiviteter, vil forståelsen Av ews biologi og økologi bidra til å utarbeide styringsstrategier som kan påvirke jordbiota og avlinger.

Forkortelser

Takk

forfatterne takker Miss Rajani for laboratoriehjelp og Mr. Navin for logistikkstøtte.