La fertilización nitrogenada a largo plazo disminuye la diversidad y altera la composición de la comunidad microbiana de suelo.

Abstract

Las comunidades microbianas del suelo son un componente esencial de los agroecosistemas por su influencia sobre el reciclaje de los nutrientes que directa o indirectamente afecta la producción de los cultivos. Estudios ecológicos han demostrado que los gradientes de N resultantes de deposición natural alteran el microbioma del suelo. En sistemas agrícolas, sin embargo, estas investigaciones son escasas. Nuestro objetivo fue caracterizar la estructura y composición de la comunidad microbiana luego de 34 años de tratamientos de fertilización con N en un suelo con cultivo continuo de maíz, sistema agrícola típico de suelos altamente fértiles de Illinois, Estados Unidos. Se trabajó sobre un Argiudol ácuico bajo ensayo de fertilización con N a tres niveles (0, 200, y 270 kg N/ ha), con diseño en bloques completos aleatorizados y tres repeticiones. Dentro de cada unidad experimental se tomaron muestras compuestas de suelo, conservadas en freezer hasta extracción del ADN. La secuenciación de la región V4 del ADNr 16S (cebadores 515F/806R) para bacterias se generó mediante la tecnología Illumina HiSeq2500. El procesamiento de datos y análisis bioinformático se llevó a cabo mediante QIIME 2.0. En cuanto al análisis estadístico, se emplearon componentes principales y análisis discriminante canónico sobre los principales fila para explorar qué grupos maximizaron las diferencias entre los niveles de fertilización con N. Las secuencias filtradas se agruparon en unidades taxonómicas operativas y en base a ellas, se analizó la composición y diversidad microbiana. Los resultados indicaron que el nivel mayor de fertilización con N disminuyó la diversidad de la comunidad microbiana del suelo y alteró la abundancia relativa de los principales fila detectados en este ensayo. Basados en la magnitud de los cambios en la abundancia relativa observados, nuestros resultados indican que los grupos bacterianos más sensibles para diferenciar entre los niveles de N en el largo plazo son Proteobacteria, Acidobacteria, Bacteroidetes, Gemmatimonadetes, Actinobacteria, Verrucomicrobia, Chloroflexi, y Planctomycetes. Un conocimiento acabado de los efectos de la fertilización nitrogenada sobre el microbioma del suelo permitiría mejorar las estrategias de fertilización y entender mejor la salud del suelo para preservar la sostenibilidad y la productividad de los sistemas agrícolas.