蚯蚓通过调节土壤微生物群落，促进秸秆的降解，并增加小麦可利用的营养物质

《Applied Soil Ecology》：Earthworms modulate soil microbiota to enhance straw degradation and enrich wheat-available nutrients

稻草降解过程中earthworms对土壤酶活性、微生物群落结构和小麦生长的影响研究。通过三阶段实验发现earthworms显著提高纤维素、半纤维素降解率（最高达31.32%），促进硅释放（SSE组达102.48%），增强土壤微生物多样性（Shannon指数提高25.4%），形成更复杂的协同网络（正关联占比62.3%），最终使小麦生物量提升146.15%。

　　地球worm在农业生态系统中扮演着重要的角色，不仅在有机物分解方面表现出色，还对土壤的微生物群落结构、养分循环以及作物生长产生深远影响。本研究通过构建一个“稻草-土壤-蚯蚓”实验系统，深入探讨了蚯蚓对稻草分解及土壤性质的影响，并进一步分析了微生物群落的动态变化及其与植物生长之间的关系。研究历时35天，旨在揭示蚯蚓在促进稻草分解、增强土壤酶活性、提升硅（Si）释放以及改善小麦生长方面的机制。

在稻草分解过程中，蚯蚓的存在显著提高了土壤中羧甲基纤维素酶（CMCase）、半纤维素酶和木质素过氧化物酶的活性。这些酶的增强作用不仅促进了稻草的降解，还释放了更多的硅元素，从而为小麦提供了更丰富的营养来源。研究结果表明，蚯蚓能够有效提升土壤中硅的可溶性，使得硅更容易被植物吸收利用。这为理解硅在土壤-植物系统中的迁移和转化机制提供了新的视角，并揭示了蚯蚓在促进植物生长中的潜在作用。

此外，高通量测序技术的应用使得研究人员能够全面分析土壤微生物群落的结构变化。结果显示，蚯蚓显著改变了微生物的组成和多样性，形成了比无蚯蚓系统的更复杂的共现网络。这种网络的复杂性表明，蚯蚓的存在促进了微生物之间的协作，尤其是在Proteobacteria和Actinobacteriota这两个菌门之间。这种协作不仅有助于碳、氮和硅的转化，还增强了土壤生态系统的稳定性和功能。微生物群落的多样性指数，如Shannon和Simpson指数，在蚯蚓处理组中显著高于无蚯蚓组，表明蚯蚓有助于提高土壤微生物的丰富度和均匀度。

实验中还发现，蚯蚓的引入显著提高了小麦的生长性能。无论是鲜重、干重还是根系和地上部分的长度，蚯蚓处理组的表现都优于其他处理组。特别是在SSE组（土壤+稻草+蚯蚓），小麦的干重增加了146.15%，根干重增加了61.08%。这些结果表明，蚯蚓与稻草的协同作用对小麦的生长具有显著的促进作用。同时，小麦叶片、茎和根中的硅浓度也显著提高，进一步支持了硅在植物生长中的重要作用。

在微生物共现网络分析中，研究人员发现，蚯蚓处理组的微生物网络表现出更高的复杂性和稳定性。网络中的节点数和边数在蚯蚓处理组中均高于无蚯蚓组，表明蚯蚓促进了微生物之间的相互作用和功能多样性。网络拓扑分析还揭示了某些关键微生物物种在蚯蚓存在下的重要性，这些物种可能在氮循环、碳循环和硅转化中发挥核心作用。此外，蚯蚓的存在还增强了微生物之间的竞争或生态位分化，从而提高了系统的整体稳定性。

研究结果还表明，蚯蚓不仅通过自身的消化系统分解稻草，还通过分泌多种酶和与土壤微生物的相互作用，加速了有机物的降解过程。这种协同作用有助于提高土壤的养分可用性，改善土壤结构，并促进植物的健康生长。同时，蚯蚓对土壤酶活性的影响也表明，它们在调节土壤生态功能方面具有不可替代的作用。

本研究的发现为可持续农业实践提供了重要的理论依据。通过引入蚯蚓，可以有效提高土壤的分解效率和养分循环能力，从而减少农业废弃物对环境的负担。此外，蚯蚓的存在还能够改善土壤微生物群落的结构和功能，为植物提供更优质的生长环境。这些成果不仅有助于优化农业生态系统，还为未来农业可持续发展提供了新的思路和方法。

总之，蚯蚓在促进稻草分解、提高土壤酶活性、增强微生物多样性以及改善作物生长方面具有重要作用。通过构建“稻草-土壤-蚯蚓”实验系统，本研究不仅揭示了蚯蚓对土壤和植物的多重影响，还为理解微生物群落与蚯蚓之间的相互作用提供了新的视角。未来的研究可以进一步探讨不同种类蚯蚓对土壤微生物群落和作物生长的影响，以及在不同环境条件下蚯蚓的生态功能变化。这些研究将有助于更全面地认识蚯蚓在农业生态系统中的价值，并为农业实践提供科学指导。