Effects of organic amendments on soil aggregates and fungal colonisation in oat roots

Show full item record



Permalink

http://urn.fi/URN:NBN:fi:hulib-202003031495
Title: Effects of organic amendments on soil aggregates and fungal colonisation in oat roots
Author: Salonen, Anna-Reetta
Contributor: University of Helsinki, Faculty of Agriculture and Forestry, Department of Food and Nutrition
Publisher: Helsingin yliopisto
Date: 2020
Language: eng
URI: http://urn.fi/URN:NBN:fi:hulib-202003031495
http://hdl.handle.net/10138/312857
Thesis level: master's thesis
Discipline: Maaperä- ja ympäristötiede
Environmental Soil Science
Mark- och miljövetenskap
Abstract: Tiivistelmä – Referent – Abstract Orgaanisten maanparannusaineiden käyttö maatalousmailla on potentiaalinen keino hillitä ilmastonmuutosta ja lisätä maaperän hiilivarastoa. Orgaanisten maanparannusaineiden avulla voidaan mahdollisesti saavuttaa myös muita hyötyjä, esimerkiksi tehostaa kasville käyttökelpoisten ravinteiden kierrätystä ja parantaa maaperän viljavuutta. Tämän työn tavoitteena oli selvittää orgaanisten maanparannusaineiden vaikutusta maa-aggregaatteihin ja kauran (Avena sativa L.) juurten sisäsieniin, sillä molempien on osoitettu voivan edistää maaperän hiilivaraston kasvua. Aineisto saatiin kenttäkokeesta, joka oli perustettu vuonna 2016 Paraisille savimaalle (54 % savesta) orgaanisten maanparannusaineiden vaikutusten tutkimiseksi. Tutkittavat käsittelyt olivat neljä maanparannusainetta (kaksi puupohjaista biohiiltä ja kaksi kuitumaista paperiteollisuuden sivutuotetta), typpilannoituskontrolli ja käsittelemätön kontrollimaa. Näytteenottoajankohta oli kaksi vuotta kokeen perustamisen jälkeen (2018). Maanäytteenotto tapahtui sadonkorjuun jälkeen ja kasvinäytteet otettiin kolmesta aikapisteestä kasvukauden aikana (kesä-, heinä- ja elokuussa). Maa-aggregaatit eroteltiin kokoluokkiin märkäseulomalla, jolloin saatiin myös tietoa aggregaattien kestävyydestä. Aggregaattien hiilipitoisuus ja pintamaan (0 - 5 cm) hiilivaraston koko määritettiin. Kauranjuuret värjättiin ja mikroskopoitiin sisäsienten(keräsieni ja tummaseinäsieni) juuren sisään tekemien rakenteiden määrittämiseksi. Tulosten perusteella ei voitu osoittaa orgaanisten maanparannusaineiden vaikuttaneen maaperän aggregaattien stabiilisuuteen, määräsuhteisiin tai hiilisisältöön. C/N- suhde joissakin analysoiduissa näytteissä antoi kuitenkin viitteitä toisen tutkitun biohiilen mahdollisuuksista kasvattaa maaperän hiilivarastoa, ja samaan suuntaan viittasi myös tällä biohiilikäsittelyllä havaittu pintamaan hiilivaraston kasvu. Keräsienten kerästen määrä käsittelemättömällä kontrollilla erosi tilastollisesti muista käsittelyistä elokuussa, muutoin käsittelyjen välisiä eroja sienikolonisaatiossa ei havaittu. Tarkasteltaessa juurten sisäisiä sienirakenteita koko kasvukauden ajalta (yhdistäen data kaikista käsittelyistä), havaittiin selvä ajallinen muutos; alkukesällä (kesä – ja heinäkuu) esiintyi enemmän keräsienten keräsiä, elokuussa tummaseinäsieniä. Muutos johtuu todennäköisesti kahden tutkitun sienen erilaisista ekologisista rooleista. Tutkimuksessa saatujen tulosten perusteella maanparannusaineilla vaikutti olevan neutraali vaikutus aggregaatteihin ja tutkittuihin sieniin. Lisätutkimus orgaanisten maanparannusaineiden vaikutusten selvittämiseksi olisi tarpeen, mutta koska negatiivisia vaikutuksia ei havaittu, tämän tutkimuksen tulokset puoltavat tutkittujen orgaanisten maanparannusaineiden käyttöä kierrätyslannoitteena.Applying organic amendments to agricultural soils holds a potential to mitigate climate change by increasing soil carbon stock. It may also provide other benefits, such as enhanced nutrient cycling along with improved soil quality and fertility. Aim of this study was to determine whether utilizing organic soil amendments has effects on soil aggregates and root-associated fungi, both of which are associated to increasing soil carbon stocks. Soil and oat (Avena sativa L.) samples were obtained from a field experiment established in Parainen, South-West Finland in 2016 on a clay (54 % clay) soil. Studied treatments included four organic soil amendments (two wood-based biochars and two fibrous by-products of paper industry), mineral fertilization control soil and untreated control soil. Sampling was done two years after the amendment application, in 2018. Soil sampling was done after the harvest and plant sampling at three timepoints (June, July and August). Soil aggregates were separated from the bulk soil by wet sieving to determine their stability and size distribution. Carbon content of aggregates, as well as topsoil (0-5 cm) carbon stocks were quantified. Oat roots were stained and colonisation rate of different intra-root structures formed by root-associated fungi (arbuscular mycorrhizal fungi and dark septate endophytes) determined with microscope. Studied organic soil amendments did not affect soil aggregate structure or carbon content of aggregates. Nevertheless, C/N-ratio of some of the studied samples as well as larger soil carbon stock imply that other one of the studied biochars could have increased soil carbon content. When observing fungal data by month for between treatment differences, AM arbuscules were found to be most common in untreated control soil in August. When monthly fungal structure observations from all the studied treatments were combined, clear change in intra-root structures was detected (likely due to seasonal dynamics of fungi); AM arbuscules were more common in June and July, whereas DSE structures predominated in August. Large variation in the field together with methodological constraints might hide some effects of organic amendments and to verify their impacts, more research is needed. Based on the results gained in this study, effect of organic soil amendments seemed to be neutral on both soil aggregates and root-associated fungi. Since no adverse effects were detected, studied soil organic amendments could be utilized as recycled fertilizers.
Subject: Soil organic matter (SOM)
organic soil amendments
soil aggregates
arbuscular mycorrhizal fungi (AMF)
dark septate endophytes (DSE)
agricultural soil


Files in this item

Total number of downloads: Loading...

Files Size Format View
Salonen_Anna-Reetta_Pro_Gradu_2020.pdf 2.050Mb PDF View/Open

This item appears in the following Collection(s)

Show full item record