Новый метод анализа почвы покажет, как почвенные микробы помогают питать растения

Исследователи разработали более простой и дешёвый способ измерения биологически активной формы фосфора в почве. Это достижение может помочь учёным лучше понять, как этот важнейший питательный элемент перемещается по экосистемам и поддерживает сельское хозяйство.

Фосфор критически важен для роста растений и производства продуктов питания, но мировые природные запасы фосфора ограничены. Поэтому понимание того, как этот элемент накапливается, преобразуется и высвобождается в почве, важно для сохранения плодородных сельхозугодий при одновременном сокращении отходов и ущерба окружающей среде.

Лучший способ измерения фосфора, связанного с ДНК

В исследовании, опубликованном в Journal of Agricultural and Marine Sciences, международная команда, включавшая исследователей из Университета Султана Кабуса, Института Джеймса Хаттона, Управления по окружающей среде Омана и других организаций, усовершенствовала лабораторный метод измерения фосфора, связанного с ДНК (DNA-P), в почвах.

DNA-P является частью пула органического фосфора, связанного с живыми микроорганизмами. Поскольку микробы непрерывно поглощают, преобразуют и высвобождают питательные вещества, эта форма фосфора может дать представление о биологически активной части цикла фосфора в почве.

Исследователи протестировали и модифицировали существующую аналитическую процедуру, а затем применили улучшенную версию к 32 различным типам почв со всей территории Великобритании. Обновлённый метод оказался проще в выполнении и дешевле, при этом сохранив точность и чувствительность, необходимые для надёжных измерений.

Устранение ненужных этапов

Одно из самых значительных улучшений заключалось в исключении ферментных обработок, которые ранее входили в процесс. Исследователи обнаружили, что эти обработки не были необходимы, что позволило сделать метод проще и дешевле.

Однако один этап остался критически важным. Ультрафильтрация по-прежнему требовалась для отделения фосфора, связанного с ДНК, от других соединений, которые также содержат фосфор. Без такого разделения измерения DNA-P были бы менее точными.

Почвенные микробы, по-видимому, тесно связаны с DNA-P

DNA-P составлял лишь небольшую долю от общего органического фосфора в изученных почвах. Тем не менее его концентрация демонстрировала сильные связи с несколькими важными свойствами почвы, включая pH, фосфор микробной биомассы, содержание органического вещества и фосфор, растворённый в почвенной воде.

Эти связи позволяют предположить, что DNA-P более тесно связан с живыми почвенными микроорганизмами, чем с долговременными стабильными запасами фосфора. Иными словами, он может служить полезным окном в более активную часть цикла фосфора, на которую влияет микробная жизнь.

Новые подсказки для плодородия почв и устойчивого земледелия

Улучшенный метод даёт учёным более практичный инструмент для изучения биологически активного фосфора в почвах. Он также может помочь исследователям изучить, как микробные сообщества влияют на количество фосфора, становящегося доступным для растений.

Поскольку сельское хозяйство испытывает всё большее давление с требованием более эффективно использовать ограниченные ресурсы фосфора, более точные измерения этого элемента могут становиться всё более важными. Новый подход может поддержать будущие исследования плодородия почв, управления питательными веществами и более устойчивых систем производства продуктов питания.

Источники:

Материалы предоставлены Университетом Султана Кабуса.

Margaret Massam, Daniel Menezes-Blackburn, Mohammed Al Kasbi, Catherine Wearing, Marc Stutter, Courtney D. Giles, Tegan Darch, Timothy S. George, Charles Shand, David Lumsdon, Martin Blackwell, Hao Zhang, Patricia Cooper, Renate Wendler, Lawrie Brown, Philip M. Haygarth. Soil DNA-Phosphorus: Method Optimisation and Application Across UK Soils. Journal of Agricultural and Marine Sciences, 2026; 31 (1) DOI: 10.53541/2410-1079.1356