Published February 14, 2023 | Version v1
Publication

Carbon Amendments Shape the Bacterial Community Structure in Salinized Farmland Soil

  • 1. Farmland Irrigation Research Institute
  • 2. Chinese Academy of Agricultural Sciences
  • 3. Tarim University
  • 4. Wuhan University

Description

Practical, effective, and economically feasible salt reclamation and amelioration methods are in great demand in arid and semiarid areas. Energy amendments may be more appropriate than alternatives for improving salinized farmland soil because of their effects on soil microbes. We investigated the effects of biochar (Carbon) addition and desulfurization (noncarbon) on the soil bacterial community associated with Zea mays seedlings. Proteobacteria, Firmicutes, and Actinobacteriota were the dominant soil bacterial phyla. Biochar significantly increased soil bacterial biodiversity but desulfurization did not. The application of both amendments stimulated a soil bacterial community shift, and biochar amendments relieved selection pressure and increased the stochasticity of community assembly of bacterial communities. We concluded that biochar amendment can improve plant salt resistance by increasing the abundance of bacteria associated with photosynthetic processes and alter bacterial species involved in carbon cycle functions to reduce the toxicity of soil salinity to plants. IMPORTANCE Farmland application of soil amendments is a usual method to mitigate soil salinization. Most studies have concluded that soil properties can be improved by soil amendment, which indirectly affects the soil microbial community structures. In this study, we applied carbon and noncarbon soil amendments and analyzed the differences between them on the soil microbial community. We found that carbon soil amendment distinctly altered the soil microbial community. This finding provides key theoretical and technical support for using soil amendments in the future.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

هناك طلب كبير على طرق استخلاص الملح وتحسينه العملية والفعالة والمجدية اقتصاديًا في المناطق القاحلة وشبه القاحلة. قد تكون تعديلات الطاقة أكثر ملاءمة من البدائل لتحسين تربة الأراضي الزراعية المالحة بسبب آثارها على ميكروبات التربة. لقد حققنا في آثار إضافة الفحم الحيوي (الكربون) وإزالة الكبريت (غير الكربوني) على المجتمع البكتيري للتربة المرتبط بشتلات Zea mays. كانت البكتيريا البروتينية والفيرميكوت والشعاعية هي الشُعَيْرات البكتيرية المهيمنة على التربة. زاد الفحم الحيوي بشكل كبير من التنوع البيولوجي للبكتيريا في التربة ولكن إزالة الكبريت لم تفعل ذلك. أدى تطبيق كلا التعديلين إلى تحفيز تحول المجتمع البكتيري للتربة، وخففت تعديلات الفحم الحيوي من ضغط الاختيار وزادت من العشوائية في التجمع المجتمعي للمجتمعات البكتيرية. خلصنا إلى أن تعديل الفحم الحيوي يمكن أن يحسن مقاومة ملح النبات عن طريق زيادة وفرة البكتيريا المرتبطة بعمليات التمثيل الضوئي وتغيير الأنواع البكتيرية المشاركة في وظائف دورة الكربون لتقليل سمية ملوحة التربة للنباتات. أهمية تطبيق تعديلات التربة على الأراضي الزراعية هي الطريقة المعتادة للتخفيف من ملوحة التربة. خلصت معظم الدراسات إلى أنه يمكن تحسين خصائص التربة عن طريق تعديل التربة، مما يؤثر بشكل غير مباشر على هياكل المجتمع الميكروبية للتربة. في هذه الدراسة، طبقنا تعديلات التربة الكربونية وغير الكربونية وحللنا الاختلافات بينهما في المجتمع الميكروبي للتربة. وجدنا أن تعديل التربة الكربونية غيّر بشكل واضح المجتمع الميكروبي للتربة. توفر هذه النتيجة الدعم النظري والتقني الرئيسي لاستخدام تعديلات التربة في المستقبل.

Translated Description (French)

Des méthodes pratiques, efficaces et économiquement réalisables de récupération et d'amélioration du sel sont très demandées dans les zones arides et semi-arides. Les amendements énergétiques peuvent être plus appropriés que les alternatives pour améliorer le sol salinisé des terres agricoles en raison de leurs effets sur les microbes du sol. Nous avons étudié les effets de l'addition et de la désulfuration de biochar (carbone) (non carbone) sur la communauté bactérienne du sol associée aux semis de Zea mays. Les protéobactéries, les firmicutes et les actinobactéries étaient les phylums bactériens du sol dominants. Le biochar a considérablement augmenté la biodiversité bactérienne du sol, mais pas la désulfuration. L'application des deux amendements a stimulé un changement de communauté bactérienne du sol, et les amendements au biochar ont soulagé la pression de sélection et augmenté la stochasticité de l'assemblage communautaire des communautés bactériennes. Nous avons conclu que la modification du biochar peut améliorer la résistance des plantes aux sels en augmentant l'abondance des bactéries associées aux processus photosynthétiques et en modifiant les espèces bactériennes impliquées dans les fonctions du cycle du carbone afin de réduire la toxicité de la salinité du sol pour les plantes. IMPORTANCE L'application des amendements du sol sur les terres agricoles est une méthode habituelle pour atténuer la salinisation du sol. La plupart des études ont conclu que les propriétés du sol peuvent être améliorées par l'amendement du sol, ce qui affecte indirectement les structures de la communauté microbienne du sol. Dans cette étude, nous avons appliqué des amendements de sol carbonés et non carbonés et analysé les différences entre eux sur la communauté microbienne du sol. Nous avons constaté que l'amendement du sol au carbone modifiait nettement la communauté microbienne du sol. Cette constatation fournit un soutien théorique et technique clé pour l'utilisation des amendements du sol à l'avenir.

Translated Description (Spanish)

Los métodos prácticos, eficaces y económicamente viables de recuperación y mejora de la sal tienen una gran demanda en las zonas áridas y semiáridas. Las enmiendas energéticas pueden ser más apropiadas que las alternativas para mejorar los suelos agrícolas salinizados debido a sus efectos sobre los microbios del suelo. Investigamos los efectos de la adición de biochar (carbono) y la desulfuración (no carbono) en la comunidad bacteriana del suelo asociada con las plántulas de Zea mays. Las proteobacterias, Firmicutes y Actinobacteriota fueron los filos bacterianos del suelo dominantes. El biochar aumentó significativamente la biodiversidad bacteriana del suelo, pero la desulfuración no lo hizo. La aplicación de ambas enmiendas estimuló un cambio en la comunidad bacteriana del suelo, y las enmiendas al biocarbón aliviaron la presión de selección y aumentaron la estocasticidad del ensamblaje comunitario de las comunidades bacterianas. Concluimos que la modificación del biochar puede mejorar la resistencia a la sal de las plantas al aumentar la abundancia de bacterias asociadas con los procesos fotosintéticos y alterar las especies bacterianas involucradas en las funciones del ciclo del carbono para reducir la toxicidad de la salinidad del suelo para las plantas. IMPORTANCIA LA aplicación de enmiendas en el suelo en las tierras de cultivo es un método habitual para mitigar la salinización del suelo. La mayoría de los estudios han concluido que las propiedades del suelo pueden mejorarse mediante la enmienda del suelo, lo que afecta indirectamente las estructuras de la comunidad microbiana del suelo. En este estudio, aplicamos enmiendas al suelo de carbono y no carbono y analizamos las diferencias entre ellas en la comunidad microbiana del suelo. Descubrimos que la enmienda del suelo de carbono alteró claramente la comunidad microbiana del suelo. Este hallazgo proporciona un apoyo teórico y técnico clave para el uso de enmiendas de suelo en el futuro.

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تعديلات الكربون تشكل هيكل المجتمع البكتيري في تربة الأراضي الزراعية المالحة
Translated title (French)
Les amendements au carbone façonnent la structure de la communauté bactérienne dans le sol des terres agricoles salinisées
Translated title (Spanish)
Las enmiendas de carbono dan forma a la estructura de la comunidad bacteriana en suelos agrícolas salinizados

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4313947386
DOI
10.1128/spectrum.01012-22

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
China

References

  • https://openalex.org/W1965169276
  • https://openalex.org/W1966327575
  • https://openalex.org/W1977504729
  • https://openalex.org/W1994958895
  • https://openalex.org/W2007929767
  • https://openalex.org/W2016945329
  • https://openalex.org/W2020837493
  • https://openalex.org/W2022337965
  • https://openalex.org/W2023695505
  • https://openalex.org/W2030405935
  • https://openalex.org/W2046273286
  • https://openalex.org/W2054600557
  • https://openalex.org/W2088802119
  • https://openalex.org/W2096916545
  • https://openalex.org/W2104220374
  • https://openalex.org/W2123129893
  • https://openalex.org/W2131904767
  • https://openalex.org/W2134425065
  • https://openalex.org/W2147804965
  • https://openalex.org/W2148583852
  • https://openalex.org/W2162088497
  • https://openalex.org/W2294409693
  • https://openalex.org/W2346941475
  • https://openalex.org/W2406250479
  • https://openalex.org/W2460850757
  • https://openalex.org/W2511615992
  • https://openalex.org/W2520355709
  • https://openalex.org/W258320598
  • https://openalex.org/W2610735241
  • https://openalex.org/W2741570399
  • https://openalex.org/W2761955173
  • https://openalex.org/W2765622726
  • https://openalex.org/W2765892518
  • https://openalex.org/W2774388105
  • https://openalex.org/W2778415340
  • https://openalex.org/W2783192416
  • https://openalex.org/W2790025226
  • https://openalex.org/W2803461007
  • https://openalex.org/W2803564639
  • https://openalex.org/W2885159409
  • https://openalex.org/W2886861276
  • https://openalex.org/W2890970077
  • https://openalex.org/W2895319708
  • https://openalex.org/W2908992439
  • https://openalex.org/W2913747372
  • https://openalex.org/W2966514282
  • https://openalex.org/W2969586190
  • https://openalex.org/W2986033204
  • https://openalex.org/W2999523005
  • https://openalex.org/W3002381872
  • https://openalex.org/W3002386334
  • https://openalex.org/W3016001316
  • https://openalex.org/W3032907342
  • https://openalex.org/W3036790908
  • https://openalex.org/W3046209841
  • https://openalex.org/W3112043324
  • https://openalex.org/W3113357999
  • https://openalex.org/W3183503217
  • https://openalex.org/W3204964555
  • https://openalex.org/W339828579
  • https://openalex.org/W4200067950
  • https://openalex.org/W4229024703
  • https://openalex.org/W4287981483
  • https://openalex.org/W4290072746
  • https://openalex.org/W4294867868