The Effects of Organic and Mineral Fertilization on Soil Enzyme Activities and Bacterial Community in the Below- and Above-Ground Parts of Wheat

Type de document
journalArticle
Langue source
Anglais
Titre français
Les effets de la fertilisation organique et minérale sur les activités enzymatiques du sol et la communauté bactérienne dans les parties souterraines et aériennes du blé
Titre anglais
The Effects of Organic and Mineral Fertilization on Soil Enzyme Activities and Bacterial Community in the Below- and Above-Ground Parts of Wheat
Auteur(s)
  • AMADOU Abdoulaye
  • SONG Alin
  • TANG Zhi-Xi
  • LI Yanling
  • WANG En-Zhao
  • LU Yu-Qiu
  • LIU Xiong-Duo
  • YI Keke
  • ZHANG Bin
  • FAN Fenliang
Editeur(s)
Autre(s)
Id
976W9Y9H
Version
2734
Date ajout
28 octobre 2020 12:38
Date modification
28 octobre 2020 12:38
Résumé français
La communauté bactérienne et l'activité enzymatique du sol dépendent du sol et des conditions de gestion. La fécondation est une approche importante pour maintenir et améliorer les activités enzymatiques et la diversité des communautés microbiennes. Bien que les effets de l'application d'engrais sur la communauté microbienne du sol et les paramètres connexes soient étudiés, les effets sur le microbiome du sol associés à ceux des organes des plants de blé, y compris ceux associés aux racines et aux épillets, ne sont pas bien connus. Par conséquent, dans cette étude, en utilisant une approche de séquençage, nous avons évalué les effets des engrais inorganiques, du fumier et du biochar sur les activités enzymatiques du sol, la diversité des communautés bactériennes et la structure dans le sol en vrac, la rhizosphère, les racines et l'épillet de blé (Triticumaestivum L .). Pour cela, différents traitements: biochar (BC), fumier (MO), engrais à faible teneur en minéraux (HL), engrais à haute teneur en minéraux (HF) et aucun engrais (FO) ont été utilisés pour les activités enzymatiques et la diversité de la structure de la communauté bactérienne testée. Le résultat a montré que l'application d'amendements organiques augmentait l'azote total, le phosphore disponible dans le sol et le potassium par rapport aux engrais inorganiques et au contrôle, en particulier dans la rhizosphère. Les activités enzymatiques étaient généralement plus élevées dans la rhizosphère que dans le sol en vrac et les amendements organiques ont augmenté les activités de la phosphatase acide (AcP), de la β-1,4-N-acétyl-glucosaminidase (NAG) et de la phénol oxydase (PhOx). Par rapport au sol et à la rhizosphère, la diversité bactérienne était plus faible dans les racines de blé et encore plus faible dans l'épillet. Du sol en vrac, de la rhizosphère aux racines, les régimes de fertilisation ont maintenu la diversité bactérienne, tandis que l'amendement organique a augmenté la diversité bactérienne dans l'épillet. Les régimes de fertilisation ont considérablement influencé les abondances relatives de 74 genres à travers 12 phylums dans les quatre compartiments. Il est intéressant de noter que l'abondance relative des protéines (Citrobacter, Pantoea, Pseudomonas et Enterobacteriaceae non classifiées) dans l'épillet a été diminuée en augmentant l'engrais inorganique et en outre par le fumier et le biochar, tandis que celles des Actinobacteria (Microbacterium et une microbactérie non classifiée (Microbacteriaceae) et Bacteroidetes) Chitinophagaceae) ont augmenté. Les résultats suggèrent que les fonctions bactériennes potentielles des racines et des parties aériennes du blé seraient modifiées par différents régimes d'amendements organiques (fumier et biochar).
Résumé anglais
Bacterial community and soil enzymatic activity depend on soil and management conditions. Fertilization is an important approach to maintain and enhance enzyme activities and microbial community diversity. Although the effects of fertilizer application on soil microbial community and related parameters are explored, the effects on the soil microbiome associated with those of wheat plant organs, including those associated with roots and spikelets, are not well-known. Therefore, in this study, by using a sequencing approach, we assessed the effects of inorganic fertilizers, manure, and biochar on soil enzyme activities, bacterial community diversity and structure in the bulk soil, rhizosphere, roots, and spikelet of wheat (Triticumaestivum L.). For this, different treatment biochar (BC), manure (OM), low mineral fertilizer (HL), high mineral fertilizer (HF), and no fertilizer (FO) were used for the enzyme activities and bacterial community structure diversity tested. The result showed that organic amendment application increased total nitrogen, soil available phosphorus, and potassium compared to inorganic fertilizer and control, especially in the rhizosphere. Enzyme activities were generally higher in the rhizosphere than in the bulk soil and organic amendments increased activities of acid phosphatase (AcP), β-1,4-N-acetyl-glucosaminidase (NAG), and phenol oxydase (PhOx). Compared with soil and rhizosphere, bacterial diversity was lower in wheat roots and evenlower in the spikelet. From the bulk soil, rhizosphere to roots, the fertilization regimes maintained bacterial diversity, while organic amendment increased bacterial diversity in the spikelet. Fertilization regimes significantly influenced the relative abundances of 74 genera across 12 phyla in the four compartments. Interestingly, the relative abundance of Proteobacteria (Citrobacter, Pantoea, Pseudomonas, and unclassified Enterobacteriaceae) in the spikelet was decreased by increasing inorganic fertilizer and further by manure and biochar, whereas those of Actinobacteria (Microbacterium and an unclassified Microbacteriaceae) and Bacteroidetes (Hymenobacter and Chitinophagaceae) were increased. The results suggest that potential bacterial functions of both roots and above-ground parts of wheat would be changed by different organic amendment regimes (manure and biochar).
Note
None
CRAW tags
  • AB - Utile à l'AB
  • FREDO biologie et travail du sol
  • FREDO fertilisation
  • amendement organique
  • biochar
WEB tags
  • above-ground part
  • bacterial communities
  • below-ground part
  • fertilization
  • soil enzyme activities
  • soil properties
Titre de la publication
Agronomy
Volume
10
Pages
1452
Date caractères
2020/10
Date publication
24 octobre 2020
Doi
10.3390/agronomy10101452 Le DOI est une URL unique de référencement d'une publication. Il est donc plus fiable et permanent qu'une URL classique