土壤微生物是农业生态系统功能维持的关键驱动者，直接参与有机质分解、养分循环和土壤健康维持。长期化肥施用虽然对保障作物产量具有重要作用，然而，现有研究多聚焦于微生物多样性和群落特征的单一响应，忽视了作物类型通过根系分泌物介导的根际反馈机制，对微生物功能重塑的调控作用仍不明确。

近期，中国科学院东北地理与农业生态研究所黑土保护与利用学科组，依托长期定位试验，结合玉米、大豆和小麦连续种植系统，采用扩增子测序和宏基因组测序技术，分析了长期化肥施用下土壤微生物群落生态位宽度、功能基因及群落聚合性状的变化特征，揭示了长期化肥施用与作物类型共同驱动土壤微生物功能重组的机制。研究结果表明，长期化肥施用后，细菌群落生态位宽度在小麦和大豆体系中分别由0.464降至0.385、由0.479降至0.446，真菌群落生态位宽度在小麦和玉米体系中分别由0.275降至0.178、由0.305降至0.218，说明长期化肥施用降低了微生物群落生态位宽度（图1）。

土壤微生物群落聚合性状分析显示，长期化肥施用使三种作物种植系统土壤微生物群落对复杂有机物质的降解能力减弱，其中玉米和大豆连作土壤中的微生物功能更偏向环境响应，而小麦连作土壤中的微生物功能更偏向养分循环，且小麦对长期施肥更为敏感（图2）。进一步分析发现，化肥施用和作物类型可通过改变土壤氮、磷、钾养分状况调控微生物群落聚合性状，进而影响微生物生态位宽度（图3）。本研究揭示了长期化肥施用条件下不同作物种植系统土壤微生物生态功能重组的内在机制，为优化黑土区施肥管理、维持土壤微生物生态功能稳定性和促进农业可持续发展提供了新的科学依据。

该研究成果发表于《Applied Soil Ecology》。东北地理与农业生态研究所黑土保护与利用学科组特别研究助理郑广仁为第一作者，邹文秀研究员和陈旭助理研究员为通讯作者。研究得到黑龙江省杰出青年基金（JQ2024D002）、农业农村部现代农业产业技术体系建设专项（CARS04）和龙江科技英才春雁支持计划（CYCX24026）等项目的联合支持。

图1 化肥施用对土壤微生物群落组成和生态位宽度的影响

图2 化肥施用对土壤微生物群落聚合性状的影响

图3 化肥施用和作物连作下微生物群落聚合性状对生态位宽度的影响

论文信息：

Zheng,GR., Han,XZ., Lu,XC., Chen,X* ,& Zou,WX*, 2026. Crop type modulates the reorganization of soil microbial functions induced by long-term fertilization. Applied Soil Ecology,222,107004.

论文链接：

https://doi.org/10.1016/j.apsoil.2026.107004