Published November 30, 2012
| Version v1
Publication
Open
Bacterial Indicator of Agricultural Management for Soil under No-Till Crop Production
Creators
- 1. Experimental Medicine and Biology Institute
- 2. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
- 3. Universidad Nacional del Sur
- 4. National University of Río Cuarto
- 5. National University of Quilmes
- 6. Fundación Ciencias Exactas y Naturales
- 7. University of Buenos Aires
Description
The rise in the world demand for food poses a challenge to our ability to sustain soil fertility and sustainability. The increasing use of no-till agriculture, adopted in many areas of the world as an alternative to conventional farming, may contribute to reduce the erosion of soils and the increase in the soil carbon pool. However, the advantages of no-till agriculture are jeopardized when its use is linked to the expansion of crop monoculture. The aim of this study was to survey bacterial communities to find indicators of soil quality related to contrasting agriculture management in soils under no-till farming. Four sites in production agriculture, with different soil properties, situated across a west-east transect in the most productive region in the Argentinean pampas, were taken as the basis for replication. Working definitions of Good no-till Agricultural Practices (GAP) and Poor no-till Agricultural Practices (PAP) were adopted for two distinct scenarios in terms of crop rotation, fertilization, agrochemicals use and pest control. Non-cultivated soils nearby the agricultural sites were taken as additional control treatments. Tag-encoded pyrosequencing was used to deeply sample the 16S rRNA gene from bacteria residing in soils corresponding to the three treatments at the four locations. Although bacterial communities as a whole appeared to be structured chiefly by a marked biogeographic provincialism, the distribution of a few taxa was shaped as well by environmental conditions related to agricultural management practices. A statistically supported approach was used to define candidates for management-indicator organisms, subsequently validated using quantitative PCR. We suggest that the ratio between the normalized abundance of a selected group of bacteria within the GP1 group of the phylum Acidobacteria and the genus Rubellimicrobium of the Alphaproteobacteria may serve as a potential management-indicator to discriminate between sustainable vs. non-sustainable agricultural practices in the Pampa region.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
يشكل ارتفاع الطلب العالمي على الغذاء تحديًا لقدرتنا على الحفاظ على خصوبة التربة واستدامتها. قد يساهم الاستخدام المتزايد للزراعة بدون حراثة، المعتمدة في العديد من مناطق العالم كبديل للزراعة التقليدية، في الحد من تآكل التربة وزيادة تجمع الكربون في التربة. ومع ذلك، فإن مزايا الزراعة بدون حراثة تتعرض للخطر عندما يرتبط استخدامها بتوسع الزراعة الأحادية للمحاصيل. كان الهدف من هذه الدراسة هو مسح المجتمعات البكتيرية للعثور على مؤشرات لجودة التربة المتعلقة بإدارة الزراعة المتناقضة في التربة في ظل الزراعة بدون حراثة. تم اتخاذ أربعة مواقع في الزراعة الإنتاجية، ذات خصائص تربة مختلفة، تقع عبر مقطع غربي شرقي في المنطقة الأكثر إنتاجية في السهول الأرجنتينية، كأساس للتكرار. تم اعتماد تعريفات العمل للممارسات الزراعية الجيدة دون حراثة (GAP) والممارسات الزراعية السيئة دون حراثة (PAP) لسيناريوهين متميزين من حيث تناوب المحاصيل والتسميد واستخدام الكيماويات الزراعية ومكافحة الآفات. تم أخذ التربة غير المزروعة بالقرب من المواقع الزراعية كعلاجات تحكم إضافية. تم استخدام التسلسل الحراري المشفر بالعلامة لأخذ عينة عميقة من جين 16S rRNA من البكتيريا الموجودة في التربة المقابلة للعلاجات الثلاثة في المواقع الأربعة. على الرغم من أن المجتمعات البكتيرية ككل تبدو منظمة بشكل رئيسي من خلال المحافظة الجغرافية الحيوية الملحوظة، إلا أن توزيع عدد قليل من الأصناف قد تشكل أيضًا من خلال الظروف البيئية المتعلقة بممارسات الإدارة الزراعية. تم استخدام نهج مدعوم إحصائيًا لتحديد المرشحين لكائنات مؤشر الإدارة، وتم التحقق منه لاحقًا باستخدام تفاعل البوليميراز المتسلسل الكمي. نقترح أن النسبة بين الوفرة الطبيعية لمجموعة مختارة من البكتيريا داخل مجموعة GP1 من البكتيريا الحمضية وجنس Rubellimicrobium من Alphaproteobacteria قد تكون بمثابة مؤشر إدارة محتمل للتمييز بين الممارسات الزراعية المستدامة مقابل الممارسات الزراعية غير المستدامة في منطقة بامبا.Translated Description (French)
L'augmentation de la demande mondiale de nourriture pose un défi à notre capacité à maintenir la fertilité et la durabilité des sols. L'utilisation croissante de l'agriculture sans labour, adoptée dans de nombreuses régions du monde comme alternative à l'agriculture conventionnelle, peut contribuer à réduire l'érosion des sols et l'augmentation du réservoir de carbone des sols. Cependant, les avantages de l'agriculture sans labour sont mis en péril lorsque son utilisation est liée à l'expansion de la monoculture. L'objectif de cette étude était d'étudier les communautés bactériennes pour trouver des indicateurs de la qualité des sols liés à la gestion contrastée de l'agriculture dans les sols en culture sans labour. Quatre sites en agriculture de production, avec des propriétés de sol différentes, situés à travers un transect ouest-est dans la région la plus productive de la pampa argentine, ont été pris comme base pour la réplication. Des définitions de travail des bonnes pratiques agricoles sans labour (BPA) et des mauvaises pratiques agricoles sans labour (PAP) ont été adoptées pour deux scénarios distincts en termes de rotation des cultures, de fertilisation, d'utilisation de produits agrochimiques et de lutte contre les ravageurs. Les sols non cultivés à proximité des sites agricoles ont été pris comme traitements de contrôle supplémentaires. Le pyroséquençage codé par étiquette a été utilisé pour échantillonner en profondeur le gène de l'ARNr 16S à partir de bactéries résidant dans des sols correspondant aux trois traitements aux quatre emplacements. Bien que les communautés bactériennes dans leur ensemble semblent être structurées principalement par un provincialisme biogéographique marqué, la répartition de quelques taxons est également façonnée par les conditions environnementales liées aux pratiques de gestion agricole. Une approche étayée statistiquement a été utilisée pour définir les candidats aux organismes indicateurs de gestion, validée par la suite à l'aide d'une PCR quantitative. Nous suggérons que le rapport entre l'abondance normalisée d'un groupe sélectionné de bactéries dans le groupe GP1 des phylum Acidobacteria et le genre Rubellimicrobium des Alphaproteobacteria peut servir d'indicateur de gestion potentiel pour discriminer entre les pratiques agricoles durables et non durables dans la région de Pampa.Translated Description (Spanish)
El aumento de la demanda mundial de alimentos plantea un desafío a nuestra capacidad para mantener la fertilidad y la sostenibilidad del suelo. El creciente uso de la agricultura sin labranza, adoptada en muchas zonas del mundo como alternativa a la agricultura convencional, puede contribuir a reducir la erosión de los suelos y el aumento del depósito de carbono del suelo. Sin embargo, las ventajas de la agricultura sin labranza se ven comprometidas cuando su uso está vinculado a la expansión del monocultivo de cultivos. El objetivo de este estudio fue estudiar las comunidades bacterianas para encontrar indicadores de la calidad del suelo relacionados con la gestión agrícola contrastante en suelos con cultivo sin labranza. Cuatro sitios en la agricultura de producción, con diferentes propiedades del suelo, situados a través de un transecto oeste-este en la región más productiva de la pampa argentina, se tomaron como base para la replicación. Se adoptaron definiciones de trabajo de buenas prácticas agrícolas sin labranza (BPA) y malas prácticas agrícolas sin labranza (PAP) para dos escenarios distintos en términos de rotación de cultivos, fertilización, uso de agroquímicos y control de plagas. Los suelos no cultivados cercanos a los sitios agrícolas se tomaron como tratamientos de control adicionales. La pirosecuenciación codificada por etiqueta se utilizó para muestrear profundamente el gen de ARNr 16S de bacterias que residen en suelos correspondientes a los tres tratamientos en las cuatro ubicaciones. Aunque las comunidades bacterianas en su conjunto parecían estar estructuradas principalmente por un marcado provincialismo biogeográfico, la distribución de algunos taxones también estaba determinada por las condiciones ambientales relacionadas con las prácticas de gestión agrícola. Se utilizó un enfoque apoyado estadísticamente para definir candidatos para organismos indicadores de gestión, posteriormente validados mediante PCR cuantitativa. Sugerimos que la relación entre la abundancia normalizada de un grupo seleccionado de bacterias dentro del grupo GP1 del filo Acidobacteria y el género Rubellimicrobium de Alphaproteobacteria puede servir como un posible indicador de manejo para discriminar entre prácticas agrícolas sostenibles y no sostenibles en la región de Pampa.Files
journal.pone.0051075&type=printable.pdf
Files
(584.2 kB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:a137dc87fd934a2ecd6a75f5faecceb0
|
584.2 kB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- المؤشر البكتيري للإدارة الزراعية للتربة في ظل إنتاج المحاصيل بدون حراثة
- Translated title (French)
- Indicateur bactérien de la gestion agricole des sols en culture sans labour
- Translated title (Spanish)
- Indicador bacteriano de manejo agrícola para suelos bajo producción de cultivos sin labranza
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2040137673
- DOI
- 10.1371/journal.pone.0051075
References
- https://openalex.org/W150286522
- https://openalex.org/W150896473
- https://openalex.org/W1600195578
- https://openalex.org/W1832943080
- https://openalex.org/W1964895626
- https://openalex.org/W1966423499
- https://openalex.org/W1985544238
- https://openalex.org/W1999195817
- https://openalex.org/W2008248997
- https://openalex.org/W2008797773
- https://openalex.org/W2015606998
- https://openalex.org/W2016984252
- https://openalex.org/W2017793344
- https://openalex.org/W2022873167
- https://openalex.org/W2036030043
- https://openalex.org/W2036767089
- https://openalex.org/W2039484200
- https://openalex.org/W2042951880
- https://openalex.org/W2050900592
- https://openalex.org/W2051363143
- https://openalex.org/W2062962244
- https://openalex.org/W2069231552
- https://openalex.org/W2069549731
- https://openalex.org/W2069871222
- https://openalex.org/W2074385131
- https://openalex.org/W2079664170
- https://openalex.org/W2090942992
- https://openalex.org/W2091316750
- https://openalex.org/W2091922579
- https://openalex.org/W2092748220
- https://openalex.org/W2095589143
- https://openalex.org/W2102718644
- https://openalex.org/W2103412200
- https://openalex.org/W2104005424
- https://openalex.org/W2104303622
- https://openalex.org/W2105718554
- https://openalex.org/W2106633255
- https://openalex.org/W2108718991
- https://openalex.org/W2112860885
- https://openalex.org/W2113441581
- https://openalex.org/W2113687157
- https://openalex.org/W2116967166
- https://openalex.org/W2117527220
- https://openalex.org/W2121726960
- https://openalex.org/W2123388186
- https://openalex.org/W2127493040
- https://openalex.org/W2130077037
- https://openalex.org/W2131913812
- https://openalex.org/W2132291466
- https://openalex.org/W2132706513
- https://openalex.org/W2144007238
- https://openalex.org/W2151362728
- https://openalex.org/W2155429509
- https://openalex.org/W2161152378
- https://openalex.org/W2162242390
- https://openalex.org/W2163169737
- https://openalex.org/W2169192768
- https://openalex.org/W4232225751