Organinės anglies atsargų kaupimosi dirvožemyje dėsningumų įvertinimas panaudojant bioindikatorius

Abstract

Sudėtingi dirvožemio organinės medžiagos skaidymo procesai dar nėra visiškai ištirti, nes pasaulinėje literatūroje nevienodai interpretuojama dirvožemio organinės medžiagos kaita. Tačiau pripažįstama, kad tai yra dirvožemio kokybės indikatorius ir biosferos ekologinės pusiausvyros bei stabilumo rodiklis, turintis įtakos Žemės klimato kaitai. Dirvožemio organinės medžiagos yra svarbios anglies ciklui bei lemia jo fizikines savybes, atsparumą erozijai. Tai verčia ieškoti racionalių dirvožemio naudojimo būdų, skatinančių organinės medžiagos kaupimąsi dirvožemyje. Vienu svarbiausiu dirvožemio kokybės rodikliu galime laikyti bendrosios mikroorganizmų biomasės akumuliaciją armens sluoksnyje. Dirvožemio mikroorganizmų veikla lemia ekosistemos stabilumą, medžiagų apytaką, dirvožemio derlingumą. Mikroorganizmai dirvožemyje atlieka esminę medžiagų transformacijos funkciją ir palaiko jo derlingumą. Tyrimų tikslas buvo įvertinti dirvožemio organinės anglies kaupimosi dėsningumus ilgalaikio agropriemonių naudojimo poveikyje, bei nustatyti bioindikatorių, intensyviai dalyvaujančių nepasotinto balkšvažemio mineralizacijos procese, genetinę įvairovę. Disertacinio darbo metu buvo išsamiai išnagrinėti augalinių liekanų skaidymosi proceso dėsningumai ir organinės anglies kaupimosi dirvožemyje galimybės, taikant skirtingas agrotechnines priemones. Įvertinta dirvožemio mikroorganizmų, dalyvaujančių analizuotuose procesuose, bendrijų struktūros dinamika naudojant klasikinius metodus ir pirmą kartą identifikuota dirvožemio bakterijų bendrijų struktūra pasitelkus antros kartos metagenominę analizę, kuri moreninio priemolio nepasotintajame balkšvažemyje leis tiksliai išskirti bioindikatorinius mikroorganizmus.

The complex degradation processes of soil organic matter have not yet been thoroughly investigated, because various authors have differing interpretations of changes that take place in soil organic matter. However, it is universally acknowledged to be a soil quality indicator as well as an indicator of the ecological balance and stability of the biosphere, which has an impact on Earth’s climate change. Organic materials found in the soil are important for the carbon cycle and determine its physical properties, its resistance to erosion. This leads to rational use of soils, which encourage the accumulation of organic matter in soil. One of the most important indicators of soil quality is the accumulation of common micro-organisms biomass in the arable soil layer. The activity of soil microorganisms determines ecosystem’s stability, metabolism, and soil fertility. Microorganisms in the soil carry out essential transformations of substances and maintain their fertility. The purpose of the research was to evaluate the regularity of soil organic carbon accumulation under the use of long-term tillage and to determine the genetic diversity of bioindicators actively involved in the process of mineralization in Dystric Glossic Retisol. During the dissertation work, the regularities of plant degradation processes and the possibility of organic carbon accumulation in soil were studied in detail, using different agrotechnical measures. The structure dynamics of soil microorganisms involved in the analyzed processes was evaluated using classical methods and the structure of soil bacterial communities for the first time was identified through the next generation sequencing, which allowed to precisely identify bioindicators in moraine loam.