休耕期覆膜提升黄土高原冬小麦产量并改变土壤微生物群落结构的研究

本研究通过长期定位试验揭示不同覆膜时期（休耕期FT、生育期GT、全年WT）对黄土高原旱作农田土壤微生物群落结构及小麦产量的调控机制。结果表明FT处理通过改善土壤结构（BD、MWD）和热状况（T），构建了更复杂稳定的真菌共现网络（节点数、边数、模块度提升），并显著提高谷物产量37.11%（P<0.05），为旱区农业微生物调控提供理论依据。

　　

研究亮点

不同覆膜时期对土壤理化性质及小麦产量的影响

覆膜时期不同导致土壤性质和小麦产量产生差异（表2）。与无覆盖（NM）相比，休耕期覆膜（FT）显著提高硝酸盐氮（NO₃^?-N）含量、土壤容重（BD）和平均重量直径（MWD），但降低全氮（TN）和颗粒有机碳（POC）含量（P<0.05）。生育期覆膜（GT）则显著提升NO₃^?-N、POC、BD和MWD，但降低土壤含水量（SWC）和温度（T）。全年覆膜（WT）显著提高T、BD和MWD，同时降低TN、NO₃^?-N和SWC。FT和WT分别比NM增产37.11%和21.32%（P<0.05），而GT与NM无显著差异。

覆膜时期对土壤微生物多样性的影响

土壤微生物多样性作为土壤质量的敏感指标，可反映微生物群落的细微变化（Dong等，2017）。本研究发现，与NM相比，各覆膜处理均降低真菌和细菌群落的丰富度，但仅FT和WT降低真菌香农多样性指数。覆膜对细菌香农指数无显著影响。真菌群落以随机过程主导，细菌群落则受确定性过程驱动。

结论

本研究明确了不同覆膜时期对土壤微生物群落结构的差异化影响，并揭示土壤理化性质、微生物与小麦产量间的关联机制。结果表明，覆膜通过改变土壤结构（如BD、MWD）和微环境，调控微生物群落特征。休耕期覆膜（FT）在实现最高产量的同时，构建了更复杂稳定的微生物网络，为黄土高原及类似气候区小麦覆膜策略提供重要参考。