توفر التكنولوجيا الجديدة لقطة أولية لتأثير المدطّرين على صحة التربة

| تم نشر 07.2022

يونيو 2022 - تبخير التربة فعال للغاية في إدارة آفات التربة التي تسبب أمراض المحاصيل. ومع ذلك ، يتم اتهامه بانتظام بإلحاق ضرر أكبر من نفعه لبيولوجيا التربة بشكل عام. يمكن للتقدم في تقنية التسلسل الجيني الآن توفير لقطة تفصيلية لكيفية تغيير التبخير فعليًا للتجمعات البكتيرية والفطرية في التربة الزراعية ، والنظرة عن قرب تثير الدهشة للكثيرين.

ادعى المنظمون وحتى بعض العلماء أن التبخير `` يعقم '' التربة ، ويقتل بشكل عشوائي جميع الميكروبات ، بما في ذلك المجموعات السكانية المهمة لبنية التربة وخصوبتها ، ودورة المغذيات وغير ذلك. في الواقع ، تثبت البيانات الجديدة أن الاعتقاد غير صحيح بالنسبة لمواد التبخير كلوروبيكرين و 1,3،XNUMX-D (TELONE ™).

حتى وقت قريب جدًا ، كان تحديد تأثير مادة التبخير على التربة أمرًا تخمينيًا: 95٪ من كائنات التربة لا يمكن عزلها وتنميتها في المختبر - وبالتالي لا يمكن قياسها كميًا. الآن ، ومع ذلك ، يمكن لتقنية التسلسل الجيني عزل وتحليل الحمض النووي الريبي الريبوسومي ، مما يسمح بوصف واضح وكامل للملف البيولوجي لعينة التربة.

"يمكننا أخيرًا التوقف عن التخمين بشأن ما يوجد في ترابنا. يقول الدكتور جون واشنطن ، أخصائي علم أمراض النبات ومدير البحث والتطوير في مجموعة TriCal Group ، إنه مقابل ما يقرب من 250 دولارًا لكل عينة ، يمكن لأي شخص مهتم أن يحدد بالضبط ما يوجد في تربته إلى مستوى من الدقة لم يكن ممكنًا من قبل. "إنه نوع من الترميز الجيني الشريطي: يمكن للتكنولوجيا تحديد كل مجموعة من الكائنات الحية ومقاديرها النسبية."

يُظهر تحليل الميكروبيوم أن الكلوروبكرين المطبق في التربة و 1,3،2021-D يغير بيولوجيا التربة بطرق مهمة ولكنها غير مدمرة. في الواقع ، خلال موسم المحاصيل ، يعود إجمالي المناطق الأحيائية للتربة إلى حد كبير كما كان قبل التبخير ، باستثناء بعض التغييرات الرائعة. كل تبخير له تأثيرات مميزة. على سبيل المثال ، تجارب XNUMX¹ أظهرت الترايكوديرما، مجموعة معروفة من الفطريات المفيدة ، زادت 20-100 ضعف في قطع الأراضي المعالجة بالكلوروبكرين. استمرت الفوائد السكانية طوال الموسم ، بل وامتدت حتى الموسم التالي في بعض الأماكن ، منذ ذلك الحين الترايكوديرما فصول الشتاء في تربة المحاصيل الشجرية الشمالية. أظهرت نفس التجارب الترايكوديرما لم يزد في القطع المعالجة بـ 1,3،1,3-D وحده ، ولكن زاد في القطع المعالجة بتركيبات تجارية تحتوي على كل من الكلوروبكرين و XNUMX،XNUMX-D.

البكتيريا المفيدة لاستعمار الجذور بكتير مسبب لمرض و الزائفة، التي تنتج هرمونات نشطة للنبات ، تزداد بشكل كبير مع كلا المادخين. البكتيريا والفطريات الرمية ، التي تعيش على المواد العضوية غير الحية والمتحللة ، تزداد أيضًا بعد التبخير. تلعب النباتات الرخامية دورًا رئيسيًا في تحليل الميكروبيوم الذي يُظهر أن الكلوروبكرين المطبق في التربة و 1,3،XNUMX-د يغير بيولوجيا التربة بطرق مهمة ولكنها غير مدمرة. في الواقع ، خلال موسم المحاصيل ، يعود إجمالي المناطق الأحيائية للتربة إلى حد كبير كما كان قبل التبخير ، باستثناء بعض التغييرات الرائعة.

TELONE ™ هي علامة تجارية لشركة Dow Chemical Company ("Dow") أو شركة تابعة لشركة Dow ، مستخدمة بموجب ترخيص. TELONE ™ هو مبيد حشري مقيد فيدراليًا. دائما قراءة ومتابعة الاتجاهات التسمية. 06012022 دورات مغذيات التربة ، وكذلك تدعم بنية التربة ، وتعزز نمو النبات وتشارك في المكافحة الطبيعية والبيولوجية لبعض مسببات الأمراض التي تنقلها التربة.

في حين أن هذه النتائج وغيرها من النتائج السكانية البكتيرية المحددة جديدة ، فإن فهم الكلوروبكرين والفوائد الصحية للتربة في 1,3-D يتم دعمه من خلال الأبحاث التي أجراها علماء من جميع أنحاء العالم. في أواخر ديسمبر 2021 ، أصدر علماء أمراض النبات بجامعة فلوريدا تحليلًا تلويًا² - مراجعة شاملة لدراسات بحثية متعددة قام بها باحثون آخرون - تحليل تأثير مواد التبخير على الكائنات الدقيقة في التربة غير المستهدفة. خلص تقريرهم إلى أنه في حين أن التبخير يمكن أن يقلل الوفرة البيولوجية والتنوع بنسبة 10 إلى 50 ٪ فورًا بعد التطبيق ، فإن التأثير مؤقت: وفقًا لنتائجهم ، انتعش السكان في غضون 4-6 أسابيع بعد التبخير بمزيج الكلوروبيكرين / 1,3،XNUMX-د .

في عام 2019 ، مجلة Phytobiomes³ نشر بحث أجراه باحثو ولاية كولورادو وأوريغون يظهر أن التبخير باستخدام عنصر 1,3-D زاد من عدد سكان الأمعائيات، وهي عائلة من البكتيريا تضم ​​أنواعًا متخصصة في دورة المغذيات ، بينما تقلل في نفس الوقت من عدد الفطريات المسببة للأمراض مثل Pythium و الكبكوبيةيمكن أن يكون تأثير الميكروبات المفيدة كبيرًا ، مع ملاحظة صحة النبات المرئية داخل موسم واحد والفوائد طويلة الأجل التي يتم تحقيقها عبر تطبيقات متعددة من 1,3،XNUMX-د.

في عام 2017 ، مجلة علم الأحياء الدقيقة التطبيقية والصناعية AMB Express⁴ النتائج المنشورة من دراسة لميكروبات التربة استمرت ثلاث سنوات أجراها باحثون هولنديون وصينيون بشكل تعاوني. وصفت الدراسة تبخير التربة بأنه يقدم "تأثيرًا موروثًا" واضحًا: زيادة قوية ومستمرة في الوفرة النسبية للكائنات الحية الدقيقة المفيدة ، بكتريا و Saccharibacteria.

يمكن أن يكون للأمراض الفطرية والبكتيرية تأثير كبير على تسويق المحاصيل وربحيتها. على سبيل المثال ، في البطاطس ، يمكن للقشرة الشائعة (الآفات البنية على قشرة البطاطس) أن تقلل من قيمة المحصول بنسبة تصل إلى 20 إلى 50٪⁵. نظرًا لأن إنتاج المحاصيل يستخدم موارد مثل المياه والأسمدة ، فإن الخسائر الكبيرة في المحاصيل التي يسببها المرض تترجم في الواقع إلى سوء الإشراف البيئي ، وتؤثر بعمق في كل من الاستدامة والعوائد الإجمالية للأعمال الزراعية. في نهاية المطاف ، فإن إدارة الخسارة بشكل أفضل هو بالضبط سبب لجوء المزارعين إلى الكلوروبكرين و 1,3،1,3-D ، حيث إنها الأدوات الوحيدة المتاحة التي تقلل من الآفات والأمراض في التربة دون المساس بالجوانب الأخرى لصحة التربة. "البحث المتعلق بتأثيرات الكلوروبكرين و XNUMX،XNUMX-D على المجموعات الميكروبية في التربة أمر مثير للاهتمام حقًا لأنه يتعارض مع العقيدة السائدة وسوء الفهم حول الآثار الصحية للتربة الناتجة عن التبخير. بناءً على فهم أكثر دقة لما يحدث بالفعل في التربة ، سنكون في وضع يمكننا من تحقيق المزيد من المكاسب في الهندسة الزراعية والاستدامة والربحية. نحن الآن جاهزون لمحادثات أكثر إنتاجية وإثارة للاهتمام لأننا نفهم بشكل أفضل الديناميكيات الحقيقية لصحة التربة البيولوجية وكيفية تحسينها بشكل أكبر ، "يقول واشنطن.

"حان الوقت لتجاوز الافتراض القديم الخاطئ تمامًا بأن تبخير التربة يشبه القنبلة السامة ، ويعقم كل شيء في طريقه. تظهر تقنية التسلسل الجيني الجديدة أن تبخير التربة بالكلوروبيكرين أو 1,3،XNUMX-D لا يدمر المنطقة الأحيائية للتربة ؛ إنه يدعمها بالفعل ".

¹J. واشنطن ، 2022. تحدث التحولات الجرثومية بعد تطبيق الكلوروبكرين و 1,3،2022-ديكلوروبروبين عبر التربة والمحاصيل من مناطق مختلفة. مؤتمر MBAO ، أورلاندو ، فلوريدا نوفمبر XNUMX
²أنطونيو كاستيلانو-هينوجوسا ، ناثان إس بويد ، سارة إل شتراوس ، تأثير مواد التبخير على الكائنات الحية الدقيقة للتربة غير المستهدفة: مراجعة ، مجلة المواد الخطرة ، المجلد 427 ، 2022 ، 128149 ، ISSN 0304-3894 ، https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2021.128149.
³يوان تسنغ ، زيد عبده ، آمي تشاركوفسكي ، جين إي ستيوارت ، كينيث فروست. استجابات بنية المجتمع البكتيرية والفطرية لمعدلات مختلفة من تبخير 1,3-ثنائي كلوروبروبين. مجلة Phytobiomes، 2019 ، 3 (3): 212 DOI: 10.1094 / PBIOMES-11-18-0055-R
⁴Zhang، S.، Liu، X.، Jiang، Q. وآخرون. التأثيرات الموروثة للتبخير المستمر بالكلوروبيكرين لمدة 3 سنوات على تكوين المجتمع الميكروبي في التربة والنشاط الأيضي. AMB Expr 7 ، 178 (2017). https://doi.org/10.1186/s13568-017-0475-1
⁵J. واشنطن ، 2022. تحدث التحولات الجرثومية بعد تطبيق الكلوروبكرين و 1,3،2022-ديكلوروبروبين عبر التربة والمحاصيل من مناطق مختلفة. مؤتمر MBAO ، أورلاندو ، فلوريدا نوفمبر XNUMX