Aðstoð við myndun lífrænnar jarðvegsskánar við endurheimt vistkerfa á Íslandi

Abstract

Lífræn jarðvegsskán eða lífskurn (e. biocrust) er verið mikilvægur vistmeitill sem bætir virkni, stöðugleika og frjósemi jarðvegs og getur stuðlað að landnámi æðplantna. Hún getur því gengt mikilvægu hlutverki við baráttu gegn jarðvegseyðingu og endurheimt vistkerfa. Í þessari rannsókn var kannaður möguleiki á að styðja myndun lífskurnar með þremur meðferðum: smitun með ræktuðum blágrænubakteríum (Nostoc commune), muldu efni úr náttúrulegri lífskurn og tilbúnum áburði áburði (n=5), á jarðvegi af rofnu landi undir stýrðum aðstæðum í tilraunastofu í 6 mánuði. Allar meðferðir og ómeðhöndluð viðmið þróuðu sýnileg einkenni lífskurnar, svo sem mosa, slím (úr utanfrumu fjölsykrum) og svarta bletti (þyrpingar blágrænubaktería). Meðferð með mulinni skorpu og áburði gaf að meðaltali 1.2 sinnum meiri þekju lífskurnar (>100%) en viðmið og 2.1 sinnum meiri en meðferð með blágrænubakteríusmiti. Athyglisvert er að viðmiðin skiluðu betri árangri en blágrænubakteríusmitið, sem bendir til þess að smit hafi þegar verið til staðar í jarðveginum og að tilraunaumhverfið sjálft hafi stuðlað að myndun lífskurnarinnar. Frjósemi jarðvegs, mæld sem heildarinnihald kolefnis og niturs í efstu 1 cm jarðvegs, var 1.3 sinnum meiri í meðferð með muldu skorpuefni (hæst) miðað við áburðargjöf (lægst), sem gæti stafað af því að áburðurinn hindri niturbindingu blágrænubaktería. Niðurstöðurnar gefa til kynna að notkun á mulinni lífskurn geti verið efnileg leið til að hraða myndun lífskurnar á rofnu landi.

Biological soil crust (biocrust) is an important ecosystem engineer that enhances soil function, stability, and fertility, and can facilitate the establishment of vascular plants. It may therefore play a key role in combating soil degradation and restoring ecosystems. In this study, the potential for supporting biocrust formation on Icelandic soils was tested using three treatments: cyanobacteria (Nostoc commune), crushed natural biocrust material, and synthetic fertilizer (n=5), applied to soil from degraded land under controlled laboratory conditions over 6 months. All treatments, including untreated controls, developed visible biocrust characteristics such as mosses, extracellular polysaccharide-based gel, and black spots (cyanobacterial colonies). The crushed biocrust and fertilizer treatments resulted in, on average, 1.2 times greater biocrust cover (>100%) than the control and 2.1 times greater than the cyanobacteria inoculation treatment. Interestingly, the control performed better than the cyanobacteria inoculation, suggesting that propagules were already present in the soil and that the laboratory environment itself promoted biocrust development. Soil fertility, measured as total carbon and nitrogen in the top 1 cm of soil, was 1.3 times higher in the crushed biocrust treatment (the highest) compared to the fertilizer treatment (the lowest), which may be due to fertilizer inhibiting nitrogen fixation by cyanobacteria. The results indicate that applying crushed biocrust may be a promising method to accelerate biocrust formation on eroded areas.