VPLIV OBDELAVE NA STRUKTURO TAL

V naši študiji nismo ugotovili vpliva intenzitete obdelave na deleže velikostnih frakcij strukturnih agregatov (Slika 5, Priloga C 1), kar je v nasprotju z rezultati nekaterih drugih avtorjev, ki poročajo o večjem deležu makroagregatov tako pri minimalni obdelavi kot pri direktni setvi brez obdelave (no-till) (Helgason in sod., 2010; Chellapa in sod., 2021; Zhang in sod., 2018). Obravnavani poskusi, med katerimi so tako krajši kot enako dolgoročni poskusi kot naš, so preučevali vplive tako na teksturno lažja kot težja tla. Vsi pa so v obravnavanju z večjim deležem makroagregatov ugotovili večjo vsebnost organske snovi.

Kljub značilnim razlikam v vsebnosti skupnega ogljika (Slika 6, Priloga B), tako v skupnih vzorcih kot v talnih vzorcih izbranih velikostnih skupin strukturnih agregatov v MT 0-10 cm, se razlike v porazdelitvi strukturnih agregatov v naši študiji niso pokazale. Možen vzrok je lahko tudi uporabljena metoda frakcionacije strukturnih agregatov. Zgoraj navedeni avtorji so namreč za ločevanje po frakcijah uporabili metodo mokrega sejanja.

Muruganandam in sod. (2009), ki so, podobno kot mi, frakcije ločili s suhim sejanjem prav tako niso zaznali razlik v deležu frakcij med različnimi intenzitetami obdelave.

Zgoraj navedeni avtorji so v obravnavanjih z večjim deležem makroagregatov določili tudi večjo vsebnost organske snovi. Zhao in sod. (2021) ter Li in sod. (2019) so hkrati preučevali intenziteto obdelave tal ter dodatke organske snovi tlom. Ugotovili so, da se ob dodatku organske snovi učinek zmanjšane intenzitete obdelave izniči in zato razlik v deležu makroagregatov med obema intenzitetama obdelave tal niso odkrili.

5.1.2 Obstojnost strukturnih agregatov

Zmanjšana intenziteta obdelave je s povečanjem vsebnosti organske snovi izboljšala obstojnost strukturnih agregatov. Podobno kot v našem poskusu (Slika 5, Priloga C 2)se je v poskusu Rahmatija in sod. (2020) izkazalo, da je zmanjšana intenziteta obdelave povečala delež obstojnih strukturnih agregatov. Povečano obstojnost so pri zmanjšani intenziteti

obdelave opazili tudi Guo in sod. (2020), Kaurin in sod. (2015), Murugan in sod. (2019) in Alvarez in Steinbach. (2019). V nedavni meta-analizi se je izkazalo, da je zaradi zmanjšane intenzitete obdelave tal obstojnost strukturnih agregatov v povprečju večja kar za 31 % (Page in sod., 2020). Naši rezultati nakazujejo na povečanje za nekje med 20 in 30 odstotnih točk v obstojnosti agregatov pri minimalni obdelavi.

Pogosto oranje in posledično zmanjševanje vsebnosti organske snovi v tleh močno vplivata na obstojnost strukturnih agregatov (Plaster, 2009). Za tvorbo strukturnih agregatov sta predlagani dve teoriji, in sicer da makroagregati nastajajo pod vplivom mikrobne aktivnosti, kjer mikroagregate mikrobi povezujejo v večje tvorbe (Tisdall in Oades, 1982) oziroma kot je predlagal Oades (1984), da najprej nastajajo makroagregati, ki nato pod vplivom zunanjih dejavnikov, kot je intenzivna obdelava, razpadajo na mikroagregate (Guo in sod., 2020).

Toda strukturni agregati so ne glede na njihov nastanek podvrženi razpadanju zaradi obdelave (dos Reis Ferreira in sod., 2012).

Zmanjšana intenziteta obdelave tal preko večje vsebnosti organske snovi in obstojnosti strukturnih agregatov vpliva še na izboljšanje drugih fizikalnih in bioloških lastnosti tal. To so boljša infiltracija vode in večja poroznost, večja odpornost na vodno in vetrno erozijo, boljša fizična zaščita organske snovi znotraj agregatov ter večja pestrost habitatov za talne mikroorganizme (Page in sod., 2020; Zhang in sod., 2018).

5.1.3 Sestava izbranih velikostnih skupin strukturnih agregatov 5.1.3.1 Organska snov

Podobno kot kažejo rezultati naše študije (Slika 6, Priloga B) tudi številni drugi avtorji poročajo, da zmanjšana intenziteta obdelave tal poveča vsebnost organske snovi v zgornji plasti tal (Guo in sod., 2020; Rahmati in sod., 2020; Murugan in sod., 2019; Zhang in sod., 2018; Gonzalez-Chavez in sod., 2010; Helgason in sod., 2010). Značilno stratifikacijo organske snovi so opazili tudi Bu in sod. (2020) ter Niu in sod. (2019), ki pa med konvencionalnim oranjem in minimalno obdelavo tal niso opazili razlik v vsebnosti organske snovi pri vzorčenju do globine oranja. Zanimivo so Bu in sod. (2020) za razliko od nas, odkrili večjo vsebnost skupnega ogljika in dušika v makroagregatih minimalne obdelave v primerjavi z oranjem.

Z globalno meta-analizo 95 poskusov obdelave so Li in sod. (2021) potrdili tako naše kot prej navedene rezultate. V primerjavi s konvencionalnim oranjem je zmanjšana intenziteta obdelave povečala še vsebnost nekaterih drugih oblik organske snovi v tleh. Poleg skupnega ogljika smo v naši študiji analizirali tudi topni organski ogljik, ki je ena od oblik organske snovi, vendar pa se vpliv obdelave na njeno vsebnost ni pokazal (Slika 7, Priloga B). Na dinamiko sprememb v vsebnosti organske snovi poleg obdelave tal vplivata tudi talni tip in

klimatske razmere. Pri obsegu spremembe sta pomemben časovni okvir zmanjšanje intenzitete obdelave ter globina vzorčenja (Li in sod., 2021).

5.1.3.2 Mikrobna združba

Mikrobna združba tal je bila značilno večja v zgornji globini minimalne obdelave v primerjavi s konvencionalnim oranjem (Slika 9, Priloga A). S qPCR pristopom smo ocenili tako aktivne kot potencialno aktivne in dormantne mikroorganizme v tleh. V neporušenih vzorcih tal, ki smo jih uporabili za določanje združb, aktivni mikroorganizmi predstavljajo med 0,1 in 2 % oziroma do največ 5 % skupne mikrobne biomase. Potencialno aktivni organizmi predstavljajo največji del, in sicer med 10 in 60 % biomase (Blagodatskaya in Kuzyakov, 2013).

Bu in sod. (2020) navajajo, da sta velikost populacije mikrobov in taksonomska raznolikost združbe pozitivno korelirani s povečanimi vsebnostmi organskega ogljika in dušika v zgornjih plasteh tal pri minimalni obdelavi. To sovpada tudi z rezultati naše študije, saj smo tako pri skupni vsebnosti ogljika kot tudi pri določanju vsebnosti mikrobne biomase opazili povečanje v zgornji globini minimalne obdelave.

Vpliv zmanjšane intenzitete obdelave se je pokazal kot povečana biomasa in vrstna raznolikost mikrobne združbe tudi v poskusu Gonzalez-Chavez in sod. (2010); enako povečanje so v makroagregatih zabeležili tudi Bu in sod. (2020) ter Murugan in sod. (2019).

Slednji so poročali še o večjem deležu glivne biomase in mikrobnih ostankov v organski snovi. Povečanje glivne združbe Helgason in sod. (2010) v obstojnejših makroagregatih povezujejo z vlogo mikrobnih eksudatov in ostankov pri stabilizaciji strukturnih makroagregatov. V naši študiji kljub večji vsebnosti organske snovi in boljši obstojnosti strukturnih agregatov pri MT značilnih razlik v teh parametrih med velikostnimi frakcijami nismo zaznali in se posledično le-te tudi niso odražale na povečanju združb znotraj makroagregatov (Priloga A).

Li in sod. (2021) so 86 % razlike v pestrosti združbe med minimalno in konvencionalno obdelavo pripisali intenziteti obdelave in globini vzorčenja. Bu in sod. (2020) poleg tega navajajo še močan vpliv časa vzorčenja in povečanja organske snovi z vračanjem rastlinskih ostankov. Hkrati dos Reis Ferreira in sod. (2020) navajajo, da je kljub 23 letom minimalne obdelave, raznolikost mikrobnih združb še vedno značilno manjša kot v referenčnem gozdnem ekosistemu.