Abstract The use of fertilizers affects not only the soil fertility and crop yield, but also significantly changes the taxonomic structure of the soil microbiocenosis. Here, based on stationary field experiment, we studied the influence of organo-mineral fertilizer (ОМF), modified by bacteria Bacillus subtilis, H-13 in comparison with different fertilizer systems (organic, mineral, organo-mineral) on (i) crop yield, (ii) physical and chemical properties, and (iii) alpha and beta diversity of the microbial community Albic Retisol (Loamic, Aric, Cutanic, Differentic, Ochric). The studies were carried out against the background of liming (рНКCl – 5.9) and without it (рНКCl – 5.1). The use of only one cattle farmyard manure was less effective than its co-application with mineral fertilizers in half doses. A similar effect was obtained when applying ОМF. In addition, the use of OMF contributes to a significant increase in the reserves of soil organic carbon in the soil layer 0-20 cm by 18%-32%. Using high-throughput sequencing of the 16S rRNA variable V4 gene sequence libraries, 10.759 taxa from 456 genera were identified, assigned to 34 fila (31 bacterial and 3 archaeotic. Unilateral application of mineral fertilizers leads to a significant decrease in the alpha diversity of the structure of soil microbial communities (OTE (other things equal) and Shannon index). A clear clustering of the microbiota was found in the variants with and without the introduction of сattle farmyard manure. It is revealed that the taxonomic structure of the microbiocenosis is formed under the influence of two main factors: crop rotation culture and applied fertilizers. The type of cultivated crop determines the dynamics of the microbiota at the level of larger taxa, such as domains, and fertilizers affect the structure of the microbial community at alower taxonomic level (phyla, orders, bloodlines). On the basis of the Deseq analysis, marker taxa were identified, according to the share participation of which it is possible to determine the type of cultivated crop and fertilizers used in the experiment. Understanding the dynamics of taxa association and other influential factors can lead to the creation of universal systems of metagenomic indication, where tracking the dynamics of microbial communities will allow for a comprehensive assessment of the agroecological state of soils and timely decisions to prevent their degradation. yield Here experiment organomineral organo ОМF, ОМF , (ОМF) subtilis H13 H 13 H-1 organic, (organic i (i ii (ii properties iii (iii Loamic, Loamic (Loamic Aric Cutanic Differentic Ochric. Ochric . Ochric) рНКCl 5.9 59 5 9 5.1. 51 5.1 1 5.1) coapplication co doses addition 020 0 20 0-2 18%32%. 1832 18% 32%. 18 32 18%-32% highthroughput high throughput S V libraries 10759 10 759 10.75 45 identified 31 (3 archaeotic OTE equal index. index index) domains phyla, phyla (phyla orders bloodlines. bloodlines bloodlines) analysis indication degradation (ОМF H1 H- 5. 02 2 0- 18%32% 183 32% 18%-32 1075 75 10.7 4 ( 18%32 18%-3 107 7 10. 18%3 18%-
Resumo O uso de fertilizantes afeta não apenas a fertilidade do solo e o rendimento das culturas, mas também altera significativamente a estrutura taxonômica da microbiocenose do solo. Aqui, com base em experimento de campo estacionário, estudou-se a influência do fertilizante organomineral (FOM), modificado pela bactéria Bacillus subtilis (H-13), em comparação com diferentes sistemas de fertilizantes (orgânico, mineral, organomineral) em (i) rendimento da colheita, (ii) propriedades físicas e químicas, e (iii) diversidade alfa e beta da comunidade microbiana Albic Retisol (Loamic, Aric, Cutanic, Differentic, Ochric). O experimento foi conduzido sob duas condições: com calagem (pHKCl - 5,9) e sem calagem (pHKCl - 5,1). O uso apenas de esterco bovino foi menos eficaz do que sua coaplicação com fertilizantes minerais em metade das doses. Um efeito semelhante foi obtido ao aplicar FOM. Além disso, o uso de FOM contribui para um aumento significativo nas reservas de carbono orgânico do solo na camada de solo de 0-20 cm em 18%-32%. O sequenciamento de alto rendimento das bibliotecas de sequências do gene variável V4 do rRNA 16S identificou 10.759 táxons pertencentes a 456 gêneros, classificados em 34 filos (31 bacterianos e 3 arqueanos). A aplicação unilateral de fertilizantes minerais levou a uma diminuição significativa da diversidade alfa da estrutura das comunidades microbianas do solo (OTE [outras coisas iguais] e índice de Shannon). Foi observada uma aglutinação da microbiota nas variantes com e sem a aplicação de esterco bovino. O estudo revelou que a estrutura taxonômica da microbiocenose é formada sob a influência de dois fatores principais: cultura de rotação de culturas e fertilizantes aplicados. O tipo de cultura cultivada determina a dinâmica do microbiota ao nível de taxa maiores, como os domínios, e os fertilizantes afetam a estrutura da comunidade microbiana a um nível taxonômico inferior (filos, ordens, famílias). Com base na análise Deseq, foram identificados taxa marcadores, de acordo com a participação dos quais é possível determinar o tipo de cultura cultivada e os fertilizantes utilizados na experiência. A compreensão da dinâmica da associação de taxa e de outros fatores influentes pode levar à criação de sistemas universais de indicaçadores metagenômicos, onde o rastreio da dinâmica das comunidades microbianas permitirá uma avaliação abrangente do estado agroecológico dos solos e decisões oportunas para prevenir a sua degradação. Aqui estacionário estudouse estudou se FOM, , (FOM) H13, H13 H 13 (H-13) orgânico, (orgânico mineral i (i colheita ii (ii químicas iii (iii Loamic, Loamic (Loamic Aric Cutanic Differentic Ochric. Ochric . Ochric) condições pHKCl 5,9 59 5 9 5,1. 51 5,1 1 5,1) doses disso 020 0 20 0-2 18%32%. 1832 18% 32%. 18 32 18%-32% V S 10759 10 759 10.75 45 gêneros 31 (3 arqueanos. arqueanos arqueanos) OTE outras iguais Shannon. Shannon Shannon) principais aplicados maiores domínios filos, (filos ordens famílias. famílias famílias) Deseq marcadores experiência metagenômicos degradação (FOM H1 (H-13 5, 02 2 0- 18%32% 183 32% 18%-32 1075 75 10.7 4 ( (H-1 18%32 18%-3 107 7 10. (H- 18%3 18%- (H