论文标题：Soil micro-food web composition determines soil fertility and crop growth

期刊：Soil Ecology Letters

作者：Yaping Lin, Qing Yi, Dandan Gao, Jiangnan Li, Wei Zhang, Kelin Wang, Dan Xiao, Peilei Hu, Jie Zhao

发表时间：15 Mar 2025

DOI：10.1007/s42832-024-0264-0

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本研究通过从钙质土和红土中分离出土壤微生物和线虫，逐步建立了四个复杂性递增的微食物网，将这些微食物网接种到灭菌土壤中，并进行为期三个月的大豆种植实验，探索土壤微食物网复杂性对土壤养分和大豆生长的影响。结果表明，接种微食物网的土壤中，土壤总氮、总磷以及植物中的氮磷含量显著高于未接种的对照组。更复杂的食物网维持了更高的土壤肥力和作物生长，说明土壤微食物网复杂性在维持生态服务中的关键作用。

土壤微食物网：农业中的“隐形推手”

土壤肥力是决定农业生产力的关键因素，但很少有人意识到，土壤中的微生物和线虫组成的食物网，在土壤养分循环和植物健康中起着重要作用。然而，科学家们一直对食物网的组成和复杂性如何影响植物生长和土壤肥力知之甚少。为此，高丹丹团队从两种土壤类型（钙质土和红土）以及两种土地利用类型（玉米-大豆耕作区与天然草灌丛地）中，分离出土壤微生物和线虫，逐步建立了四种复杂性递增的微食物网，并开展了一项为期三个月的大豆种植实验。

惊人发现：复杂的微食物网提升了土壤肥力

研究发现，接种微食物网的土壤中，土壤总氮（TN）、总磷（TP）以及植物中的氮磷含量显著高于未接种的对照组。更令人意外的是，那些保留原始食物网的未灭菌土壤，其养分含量竟然低于完全灭菌的土壤。这表明，简单的食物网不仅不能有效提升土壤肥力，反而可能对作物生长产生负面影响。

研究还显示，随着微食物网复杂性的增加，土壤中的总氮、总磷和总钾（TK）也随之提高。这意味着，微食物网越复杂，土壤肥力和作物生长表现越好。这一发现对未来的农业生产有着重要的启示，复杂的微食物网有助于维持更高的土壤肥力，进而促进作物健康生长。

未来农业的曙光：微食物网的优化管理

这项研究不仅为农业生产的可持续性带来了新的希望，也为科学家和农业从业者提供了宝贵的洞见。通过对土壤微食物网结构与土壤肥力关系的深入理解，未来有望开发出更加优化的土壤管理方案，从而提高农作物产量。

研究还指出，复杂的微食物网在维持土壤生态服务方面的关键作用。随着农业面临着粮食安全与环境保护的双重挑战，如何通过科学手段维持土壤健康，已成为全球亟待解决的问题。这项研究为未来的土壤和水资源管理提供了坚实的科学依据，值得农业生产者、管理者以及社会公众的广泛关注。

结语

土壤微食物网，尽管看不见摸不着，却是决定农业未来的“隐形推手”。其复杂性不仅影响土壤的养分循环和作物的健康生长，还可能为农业生产的可持续发展带来重大突破。随着科学研究的深入，未来农业生产方式或将迎来变革，而这种变革的关键，正是我们脚下那片土地中的微生物世界。

作者及团队介绍

林雅萍（第一作者），中南林业科技大学2022级硕士研究生，中国科学院亚热带农业生态研究所联合培养研究生。

高丹丹（通讯作者），中南林业科技大学，副教授，在国内外学术期刊发表论文10余篇，授权发明专利1项。

赵杰，中国科学院亚热带农业生态研究所，研究员，目前已发表第一作者和通讯作者SCI论文40余篇，其中10篇在土壤学重要期刊Soil Biology & Biochemistry发表。先后获得中国生态学学会青年科技奖、中国科学院青促会优秀会员、湖南省杰青、湖南省科技创新领军人才、广西区青年八桂学者、中国科学院西部学者和中国科学院广州分院优秀青年科技工作者等荣誉称号。

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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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