秸稈還田量及頻率對土壤微食物網分解通道的調節機制

　　外源有機碳輸入是影響農田土壤有機碳動態變化的重要因素之一，在提升土壤有機質水平的同時，能夠為土壤生物提供大量碳源。秸稈還田作為當今世界普遍重視的一項培肥地力的增產措施，其施用的數量和質量也會直接和間接地影響土壤微食物網分解通道的變化（圖1），進而影響農田土壤生態系統的生產力和可持續性。

　　為探討秸稈還田量及頻率對土壤微食物網分解通道的調節機制，中國科學院沈陽應用生態研究所農業中心保護性耕作特色研究團隊成員張曉珂、解宏圖等依托該所梨樹試驗基地平臺，重點研究在不同秸稈還田量及還田頻率下，土壤微食物網內土壤微生物、食微線蟲和捕食/雜食線蟲的變化規律和相互關系。研究結果表明，秸稈的還田頻率對土壤微食物網群落結構產生顯著影響（P < 0.05）。高頻秸稈還田方式顯著增強土壤微食物網中細菌與食細菌線蟲的相互聯系，同時加強了細菌分解通道在有機質分解中的作用；而低頻的秸稈還田方式在增加了細菌PLFAs的同時，還增強了土壤微食物網中真菌與食真菌線蟲的聯系，同時真菌分解通道被加強（圖2）。綜上所述，秸稈還田頻率調節了土壤微生物與線蟲之間的雙向耦合關系并驅動了微食物網主要功能群之間碳的流動，而秸稈還田產生的上行效應對于土壤微食物網的結構具有決定性作用。該研究為免耕農田生態系統養分循環和可持續發展提供了相應的土壤生物學依據。

　　研究成果以Frequency of stover mulching but not amount regulates the decomposition pathways of soil micro-foodwebs in a no-tillage system 為題，發表在Soil Biology and Biochemistry 期刊上，土壤生態組聯合培養博士生寇新昌和助理研究員馬寧寧為共同第一作者，研究員張曉珂和教授吳正方為共同通訊作者。該研究得到國家重點研發計劃、國家自然科學基金面上項目、國家科技基礎資源調查專項、王寬誠教育基金（盧嘉錫國際團隊項目）及沈陽生態所農業中心特色團隊項目的支持。

圖1. 土壤微食物網對外源有機碳輸入的響應機理

圖2. 不同秸稈還田量及頻率方式下土壤微食物網間的網絡分析。紅色和藍色的線分別代表正相關和負相關關系，點的大小代表生物量的多少