氮肥施用通过影响土壤微生物多样性来调节生态系统的多功能性：一项定量评估

《Plant and Soil》：Nitrogen application regulates ecosystem multifunctionality through soil microbial diversity: a quantitative assessment

过量氮肥抑制作物干物质积累及土壤微生物群落，降低生态系统多功能性。通过2023-2024年田间试验，分析不同氮处理下微生物结构、土壤因子与干物质积累的关联，发现N240处理显著提升干物质转运效率及土壤有效碳氮，富集有益根际微生物（如Sphingomonas、Nitrosospira等），使EMF较N0分别提高151.41%（N180）和149.51%（N240）。揭示了氮-土壤微生物-干物质积累的耦合机制，提出微生物介导的优化框架。

　　

摘要

背景与目的

在农业生产中过量施用氮（N）肥料会抑制作物干物质的积累，破坏土壤养分循环，并扰乱微生物群落结构，从而限制农田生态系统的多功能性（EMF）。

方法

通过2023年至2024年进行的田间实验，本研究探讨了在不同氮施用量下微生物群落结构对干物质积累、土壤环境因素以及生态系统多功能性（EMF）的响应关系。

结果

本研究进一步阐明了不同空间分布模式下的优势微生物种类对EMF的影响。结果表明，最佳氮施用量（N240）显著增强了干物质的积累和转运效率，提高了同化物从营养器官向籽粒的转运。同时，它增加了土壤中植物可利用的碳和氮含量，并丰富了有益的根际微生物（Sphingomonas、Nitrosospira、Schizothecium和Olpidiaster）。氮-土壤-微生物-干物质积累的综合分析显示，N180和N240处理下的EMF显著提高，分别比N0处理提高了151.41%和149.51%。

结论

本研究阐明了在不同氮肥施用条件下土壤微生物多样性与EMF之间的耦合机制，并提出了一个由微生物介导的框架，将氮输入、土壤因素和干物质积累联系起来以优化EMF，为氮肥施用对土壤微生态机制的影响提供了新的见解。