Μέτρηση της υγείας του εδάφους σε ημίξηρα περιβάλλοντα

Ο υδροφόρος ορίζοντας Ogallala, ο οποίος εκτείνεται σε οκτώ πολιτείες των ΗΠΑ, παρέχει συμπληρωματική άρδευση για τη γεωργία και την κτηνοτροφική παραγωγή στις νότιες υψηλές πεδιάδες του Τέξας. Ωστόσο, η ζωτικότητα του υδροφορέα Ogallala απειλείται λόγω των ποσοστών απόσυρσης νερού που υπερβαίνουν κατά πολύ τον ετήσιο εκτιμώμενο ρυθμό επαναφόρτισης. Η γεωργική παραγωγή σε αυτήν την περιοχή θα μειωθεί εάν δεν υιοθετηθούν πιο αποδοτικές ως προς τους πόρους πρακτικές διαχείρισης. Ορισμένοι καλλιεργητές στις ημι-άνυδρες High Plains του Τέξας μεταφέρουν τις αρδευόμενες καλλιέργειές τους σε ξηρές εκτάσεις ή χαμηλής άρδευσης παραγωγή χόρτων όπως η ποικιλία «WW-B.Dahl» του παλαιού κόσμου bluestem (OWB) για σανό και βοοειδή λόγω μειωμένου νερού παροχή από τον υδροφόρο ορίζοντα Ogallala. Αυτό το πολυετές γρασίδι θερμής εποχής είναι ανθεκτικό στην ξηρασία σε ξηρές περιοχές και συνθήκες περιορισμένης άρδευσης.

Το γρασίδι του παλιού κόσμου βοηθά στην προστασία του εδάφους από τη διάβρωση, στην ανάκτηση της οργανικής ύλης του εδάφους και στη βελτίωση της ποιότητας/υγείας του εδάφους (την ικανότητα ενός εδάφους να διατηρεί βασικές λειτουργίες). Πρόσφατες μελέτες έδειξαν ότι αυτό το γρασίδι αποτρέπει έντονα τα επιβλαβή μυρμήγκια που κατοικούν στο έδαφος (Bhandari et al., 2018c), αποτρέπει ελαφρώς τις μέλισσες (Bhandari et al., 2018d) σε σύγκριση με γειτονικούς βοσκότοπους μηδικής και αυτοφυούς χόρτου. Ωστόσο, οι επιδράσεις του στις μικροβιακές κοινότητες του εδάφους, τις ενζυμικές δραστηριότητες, το ολικό Ν και το οργανικό C ήταν άγνωστες. Μια άλλη μελέτη στην ίδια ερευνητική τοποθεσία έδειξε μια αριθμητική τάση για αποτροπή των μυγών του κέρατου σε βοοειδή που βόσκουν OWB (Bhandari et al., 2018a), αλλά δεν βρέθηκαν σαφείς ανασταλτικές επιδράσεις του OWB σε έντομα που κατοικούν σε θόλο (Bhandari et al., 2018b ). Απαιτούνται πληροφορίες για να διερευνηθεί εάν το OWB είχε παρόμοια ανασταλτικά αποτελέσματα στις μικροβιακές κοινότητες του εδάφους και στις λειτουργίες τους.

Οι μικροβιακές κοινότητες του εδάφους, ως η πρωταρχική πηγή των ενζύμων του εδάφους, μεσολαβούν στον κύκλο των θρεπτικών ουσιών και στους μετασχηματισμούς της οργανικής ύλης, επομένως το σημαντικό συστατικό της υγείας του εδάφους. Τα ένζυμα που εμπλέκονται στον μετασχηματισμό C και N θεωρούνται δείκτες της υγείας του εδάφους επειδή οι ενζυμικές δραστηριότητες είναι ευαίσθητες στις πρακτικές διαχείρισης. Ο στόχος της μελέτης ήταν να προσδιοριστεί εάν οι ανασταλτικές επιδράσεις του OWB στα μυρμήγκια που κατοικούν στο έδαφος επεκτείνονται στις μικροβιακές κοινότητες του εδάφους σε σχέση με άλλες προσαρμοσμένες ζωοτροφές. Σε αυτή τη μελέτη, συγκρίναμε τις μικροβιακές και χημικές ιδιότητες του εδάφους για το OWB σε σχέση με το OWB αναμεμειγμένο με λιβάδια μηδικής, μηδικής μόνο και γηγενών βοσκοτόπων μικτού χόρτου σε βάθος 0–5 cm και 10–15 cm τον Ιούνιο και τον Δεκέμβριο του 2016. Μικροβιακά εδάφους άνθρακας βιομάζας και άζωτο μικροβιακής βιομάζας, ενζυμικές δραστηριότητες που σχετίζονται με μετασχηματισμούς C, N και S (β-γλυκοζαμινιδάση για απελευθέρωση C και N και αρυλοσουλφατάση για απελευθέρωση S) αναλύθηκαν. Προσδιορίστηκαν επίσης ο οργανικός άνθρακας του εδάφους και το ολικό άζωτο.

Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι τα βοσκοτόπια του OWB αναμεμειγμένα με μηδική είχαν το μεγαλύτερο άζωτο μικροβιακής βιομάζας του εδάφους, οργανικό άνθρακα του εδάφους και συνολικό άζωτο. Ομοίως, η OWB-μηδική είχε πάντα υψηλότερη μικροβιακή βιομάζα άνθρακα. Οι ενζυμικές δραστηριότητες που εμπλέκονται στους μετασχηματισμούς C, N και S βρέθηκαν να είναι μεγαλύτερες στο OWB-μηδική και αριθμητικά χαμηλότερες στο φυσικό μείγμα σε βάθη δειγματοληψίας 0-5 cm και 5-15 cm και στις δειγματοληψίες Ιουνίου και Δεκεμβρίου (Εικ. 1). Οι χαμηλότερες μικροβιακές κοινότητες του εδάφους και οι χημικές παράμετροι του εδάφους τον Ιούνιο σε σχέση με τον Δεκέμβριο συνέβησαν ως συνέπεια των υψηλότερων θερμοκρασιών και των χαμηλότερων βροχοπτώσεων. Η ισχυρή αποτρεπτική επίδραση του OWB στα μυρμήγκια που κατοικούν στο έδαφος δεν μεταφέρθηκε στην καταστολή των μικροβιακών κοινοτήτων του εδάφους. Και τα δύο συστήματα βοσκοτόπων που βασίζονται στο OWB έδειξαν χαμηλότερους πληθυσμούς μυρμηγκιών και σταθερά μεγαλύτερες μικροβιακές κοινότητες του εδάφους. Η OWB-μηδική βρέθηκε να είναι ένας πολλά υποσχόμενος συνδυασμός για τη βελτίωση των αγροοικοσυστημάτων μέσω της αποτροπής των μυρμηγκιών, ενώ παράλληλα ενισχύει τους δείκτες υγείας του εδάφους και φιλοξενεί τη συνολική ποικιλότητα των εντόμων.

Αναφορές:

1. Bhandari, K.B., C.P. West, και S.D. Λαχτάρα. 2018α. Πυκνότητες μυγών σε βοοειδή που βόσκουν συστήματα βοσκοτόπων «WW-B.Dahl» του παλιού κόσμου. Texas Journal of Agriculture and Natural Resources. 31:T1–T5.
2. Bhandari, K.B., C.P. West, και S.D. Λαχτάρα. 2018β. Κοινότητες αρθρόποδων που κατοικούν σε θόλο ως απάντηση σε ποικίλες τροφές. Γεωργικές &Περιβαλλοντικές Επιστολές. 3:180037. doi:10.2134/ael2018.07.0037
3. Bhandari, K.B., C.P. West, S.D. Λαχτάρα, C.P. Brown, και P.E. Πράσινος. 2018γ. Σύγκριση κοινοτήτων αρθροπόδων μεταξύ διαφορετικών τύπων ζωοτροφών στις υψηλές πεδιάδες του Τέξας χρησιμοποιώντας παγίδες
   . Διαχείριση χορτονομής καλλιέργειας χορτονομής. 4:180005 doi:10.2134/cftm2018.01.0005.
4. Bhandari, K.B., C.P. West, S.D. Λαχτάρα, C.P. Brown, Π.Ε. Green και E. Barkowsky. 2018d
   Αφθονία επικονιαστών σε ημίξηρους βοσκότοπους που επηρεάζονται από κτηνοτροφικά είδη. Crop Science.58 (6):2665-2671. doi:10.2135/cropsci2018.06.0393.