Microestructura y Microorganismos en la Alternancia del Suelo de Arroz: Interacción del Biochar y el Riego que Ahorra Agua
Autores: Hu, Jiazhen; Yang, Shihong; Cornelis, Wim M.; Zhang, Mairan; Huang, Qian; Qiu, Haonan; Qi, Suting; Jiang, Zewei; Xu, Yi; Zhu, Lili
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Microestructura y Microorganismos en la Alternancia del Suelo de Arroz: Interacción del Biochar y el Riego que Ahorra Agua
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Botánica
Palabras clave
Biochar
Riego controlado
Microestructura del suelo
Microbioma
Rendimientos de cultivos
Conservación del agua
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 10
Citaciones: Sin citaciones
La aplicación de biochar y el riego controlado (CI) mejoran la conservación del agua, reducen las emisiones y aumentan los rendimientos de los cultivos. Sin embargo, los efectos sinérgicos sobre la relación entre la microestructura del suelo de arroz y el microbioma siguen siendo poco comprendidos. Este estudio investiga el impacto de diferentes regímenes de riego y aplicaciones de biochar en las propiedades físico-químicas del suelo, la microestructura del suelo y la composición y funciones de los microorganismos del suelo en el suelo de arroz. El tratamiento CA (CI con 60 t/hm de biochar) mostró mayores abundancias de , , , y que el tratamiento CK (CI sin biochar), lo que se atribuyó a dos factores principales. Primero, CA aumentó el radio equivalente de los poros (EqR), el área de superficie de los poros (SAR), el número total de poros (TTN), la fracción de volumen (VF) y la porosidad conectada (CP) en un 1.47-9.61%, 7.50-25.21%, 41.55-45.99%, 61.12-73.04% y 46.36-93.75%, respectivamente, ampliando así los hábitats microbianos y proporcionando refugios para los microorganismos. En segundo lugar, CA aumentó la capacidad de intercambio catiónico (CEC), el diámetro medio ponderado (MWD), el carbono orgánico del suelo (SOC) y el nitrógeno total (TN) en un 22.14-25.06%, 42.24-56.61%, 22.98-56.5% y 9.41-87.83%, respectivamente, reforzando la estabilidad estructural del suelo y el almacenamiento de carbono, lo que promovió la diversidad de la comunidad microbiana. FK (riego por inundación sin biochar) no mostró correlaciones significativas con estos factores ambientales. En comparación con los metabolitos del suelo CK en el Nivel 2 y Nivel 3, FK exhibió niveles más altos del ciclo del citrato, lo que indica que los cambios en los ambientes de agua y oxígeno debido a CI redujeron la descomposición de la materia orgánica del suelo y el ciclo del carbono. CA y CK se correlacionaron fuertemente con la microestructura del suelo (VF, CP, TTN, SAR, EqR), y CA mejoró notablemente los metabolitos del suelo relacionados con la síntesis y degradación de cuerpos cetónicos, sugiriendo que el biochar puede mitigar los efectos metabolómicos adversos de CI. Estos resultados indican que la aplicación de biochar en campos de arroz con CI resalta el papel crítico de la microestructura del suelo en la composición y función microbiana y apoya mejor la sostenibilidad del suelo.
Descripción
La aplicación de biochar y el riego controlado (CI) mejoran la conservación del agua, reducen las emisiones y aumentan los rendimientos de los cultivos. Sin embargo, los efectos sinérgicos sobre la relación entre la microestructura del suelo de arroz y el microbioma siguen siendo poco comprendidos. Este estudio investiga el impacto de diferentes regímenes de riego y aplicaciones de biochar en las propiedades físico-químicas del suelo, la microestructura del suelo y la composición y funciones de los microorganismos del suelo en el suelo de arroz. El tratamiento CA (CI con 60 t/hm de biochar) mostró mayores abundancias de , , , y que el tratamiento CK (CI sin biochar), lo que se atribuyó a dos factores principales. Primero, CA aumentó el radio equivalente de los poros (EqR), el área de superficie de los poros (SAR), el número total de poros (TTN), la fracción de volumen (VF) y la porosidad conectada (CP) en un 1.47-9.61%, 7.50-25.21%, 41.55-45.99%, 61.12-73.04% y 46.36-93.75%, respectivamente, ampliando así los hábitats microbianos y proporcionando refugios para los microorganismos. En segundo lugar, CA aumentó la capacidad de intercambio catiónico (CEC), el diámetro medio ponderado (MWD), el carbono orgánico del suelo (SOC) y el nitrógeno total (TN) en un 22.14-25.06%, 42.24-56.61%, 22.98-56.5% y 9.41-87.83%, respectivamente, reforzando la estabilidad estructural del suelo y el almacenamiento de carbono, lo que promovió la diversidad de la comunidad microbiana. FK (riego por inundación sin biochar) no mostró correlaciones significativas con estos factores ambientales. En comparación con los metabolitos del suelo CK en el Nivel 2 y Nivel 3, FK exhibió niveles más altos del ciclo del citrato, lo que indica que los cambios en los ambientes de agua y oxígeno debido a CI redujeron la descomposición de la materia orgánica del suelo y el ciclo del carbono. CA y CK se correlacionaron fuertemente con la microestructura del suelo (VF, CP, TTN, SAR, EqR), y CA mejoró notablemente los metabolitos del suelo relacionados con la síntesis y degradación de cuerpos cetónicos, sugiriendo que el biochar puede mitigar los efectos metabolómicos adversos de CI. Estos resultados indican que la aplicación de biochar en campos de arroz con CI resalta el papel crítico de la microestructura del suelo en la composición y función microbiana y apoya mejor la sostenibilidad del suelo.