Examining the impact of agricultural drainage ditch management on in-stream bacterial communities involved in nitrogen cycling: insights from the Environmental Change One Health Observatory (ECO2)
Notice bibliographique
Résumé
Introduction Agricultural drainage ditches are essential for maintaining flow efficiency and are often managed by brushing (i.e., vegetation clearing along ditch banks) and dredging. These maintenance practices not only impact flow but also the ditches’ capacity to process and assimilate agricultural chemicals. However, the influence of ditch management on microbial activities, essential in processing and transforming these contaminants, remains underexplored. Methods We conducted a four-year surface water sampling campaign in two long-established (over 40 years) agricultural drainage ditches situated in eastern Ontario, Canada. One drainage ditch underwent intensive bank brushing and channel dredging, while the other remained unmanaged. We assessed the impact of these contrasting ditch management practices on the diversity and compositional structure of surface water microbiome communities, with a particular focus on the distribution of genes associated with nitrogen (N) cycling, using shotgun metagenomics sequencing and an assembly-based metagenome approach. Results and discussion From 117 surface water samples, we reconstructed 157 metagenome-assembled genomes (MAGs), predominantly from the Patescibacteria superphylum. Brushing alone, conducted about 10 months prior to dredging, had an insignificant impact on the aquatic microbial community. However, dredging led to a significant reduction in community diversity and abundance of genes affiliated with denitrification, dissimilatory nitrate reduction to ammonia, and complete nitrification through comammox. Ditch management resulted in noticeable shifts in the microbial community, evidenced by the enrichment of taxa in Polaromonas , Emticicia , Flectobacillus , and Patescibacteria in the water of the managed ditch sites. The metagenomes of these taxa harbor genes involved in various nitrogen biotransformation pathways. Interestingly, following dredging, the levels of ammonia and ammonium, nitrite, and total Kjeldahl N in the managed ditch did not increase, but significantly decreased; likely due to ditch substrate removal and potentially increased flow efficiency and dilution. Being one of the few studies conducted to date, this study provided unique insights into the consequences of drainage ditch management on freshwater microbiomes involved in N cycling.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».