论文标题：Fifteen-year cattle manure application reshapes phoD- and gcd-harboring microbiomes, enhancing vegetable yields

期刊：Soil Ecology Letters

作者：Yanting Mao, Yuan Li, Yi Zheng, Jihui Tian, Xiaodong Chen, Baoyi Zhao, Bo Fan, Kari Ylivainio,  Arja Louhisuo, Mari Räty, Narasinha J. Shurpali, Kirsi Järvenranta, Perttu Virkajärvi, Baokun Lei

发表时间：9 Jul 2025

DOI：10.1007/s42832-025-0351-x

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本研究是一项为期15年的田间试验结果，该试验旨在研究集约化管理蔬菜生产系统中，持续施用牛粪（单独施用或与化肥配施）对磷循环微生物群落及其生态网络的影响。配施处理使gcd 基因丰度增加290%，磷循环微生物间的正向网络相关性增强74.6%，进而使磷利用效率提高 33.13%。这些发现加深了我们对集约蔬菜生产系统中可持续磷管理的理解，同时强调了保持均衡施肥实践对优化微生物功能和作物生产力的重要性。Dokdonella（孤岛菌属 ）和 Rhodanobacter（罗河杆菌属）是蔬菜磷循环系统中的关键类群，并表明功能基因丰度与其相应的酶活性之间存在强相关性，为不同施肥方式下微生物介导的磷转化提供了机制性证据。

长期施用牛粪显著影响农业系统中的土壤磷（P）循环及相关微生物群落。然而，在持续有机改良条件下，磷转化微生物群落及其生态网络介导磷循环和作物生产力的机制仍有待深入研究。

本研究通过三种处理（不施肥对照、仅施牛粪（M）、牛粪与化肥配施（M+CF）），探究了15年施用牛粪对土壤磷形态、溶磷微生物群落和莴苣产量的影响。与对照相比，M+CF处理使莴苣产量显著提高77%，与M处理相比提高 41%，同时磷含量分别增加3.9%和2.1%。宏基因组分析显示，M处理中施用牛粪使含phoD基因细菌的多样性（香农指数+32.5%）和丰度（+260%）增加，而M+CF处理使含gcd 基因细菌的多样性（+45.3%）和丰度（+290%）均增强。在所有处理中，变形菌门（54.2%~68.8%）、酸杆菌门（24.2%~33.2%）和芽单胞菌门是溶磷细菌群落的优势类群。网络分析表明，与对照相比M+CF处理使微生物正相关性增加74.6%，关键类群之间的连通性增强，尤其是含gcd基因的微生物。土壤酶活性与基因丰度呈强相关性（gcd-酸性磷酸酶的R²=0.92；phoD-碱性磷酸酶的 R²=0.86），表明微生物群落组成与磷转化过程存在功能联系。总体而言，这些研究结果表明，适宜的长期施肥策略能够优化土壤磷利用效率，增强微生物介导的磷转化，并提高蔬菜产量，为集约种植系统的可持续养分管理提供了参考。

作者及团队介绍

毛妍婷（第一作者），云南省农业科学院农业环境资源研究所研究员，研究方向为土壤磷养分管理及农业环境保护。

李渊（共同第一作者），芬兰自然资源研究所草地与可持续农业生产系统部研究员，研究方向为土壤碳、氮养分管理。

雷宝坤（通讯作者），云南省农业科学院农业环境资源研究所研究员，云南省高层次科技人才及创新团队选拔专项“云南省农田面源污染防控创新团队”负责人，云南省产业技术领军人才，承担国家基金、农业部、科技部项目及省重大专项20余项。

专题征稿

城市土壤生态与同一健康

Call for papers: Urban Soil Ecology and One Health

Urban landscapes are complex incubators for emerging public health threats, including the persistence and spread of zoonotic pathogens that jeopardize the integrated health of humans, animals, plants, and environments—a nexus addressed by the One Health framework. Within these ecosystems, soil biodiversity is a keystone component that underpins critical ecosystem functions, yet it persists as one of the least understood elements of urban ecosystems.

Aligned with the World Soil Day 2025 theme, "Healthy soils for healthy cities," this special issue calls for research to address this knowledge gap. We seek submissions that illuminate the distribution patterns and functional contributions of urban soil biota, particularly under pressures from human activity and climate change. We are also interested in studies exploring how harnessing urban soil biodiversity can lead to nature-based solutions for mitigating biodiversity loss, adapting to climate change, and reducing the urban burden of disease. We particularly encourage studies proposing frameworks for embedding soil biodiversity into urban governance and policy to directly enhance One Health outcomes.

Editors:

Prof. Dr. Xin Sun

Institute of Urban Environment, Chinese Academy of Sciences

Email: xsun@iue.ac.cn

Prof. Dr. Manuel Delgado-Baquerizo

Instituto de Recursos Naturales y Agrobiología de Sevilla (IRNAS), CSIC

Email: M.delgado.baquerizo@csic.es

Prof. Dr. Martin F. Breed

College of Science and Engineering, Flinders University, Bedford Park, South Australia, Australia

Email: martin.breed@flinders.edu.au

Prof. Dr. Alexei V. Tiunov

A. N. Severtsov Institute of Ecology and Evolution, Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia

Email: a_tiunov@mail.ru

Prof. Dr. Yong-Guan Zhu

Institute of Urban Environment, Chinese Academy of Sciences

Email: ygzhu@iue.ac.cn

Manuscript submission information:

Submission open date: 15 September 2025

Submission deadline: 31 May 2026

期刊简介

Soil Ecology Letters(SEL) 由高等教育出版社与中国科学院城市环境研究所共同主办，SpringerNature海外发行。报道领域包括：土壤生物多样性、土壤互营和食物网、土壤微生物组、土壤—植物相互作用、土壤生物地球化学循环、土壤生物修复和恢复、土壤多功能性、土壤生物对环境变化的响应和适应、土壤生态过程的突破性技术、新理论和模型。栏目包括但不限于：letter to editor, perspective, review, rapid report, research article, commentary, SEL digest。

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