高土壤肥力有助于提升耕地黑土的土壤质量、微生物网络的复杂性以及关键物种的数量

《BMC Microbiology》：High soil fertility supports greater soil quality, microbial network complexity, and keystone taxa in arable black soil

　　

摘要

土壤有机质（SOM）的减少是中国东北地区灰化土退化的最显著特征之一。本研究以高、中、低肥力的典型黑土为研究对象，探讨不同土壤肥力条件下土壤性质及微生物群落的响应变化。我们发现，从高肥力到低肥力，土壤质量指数（SQI）及关键酶活性均出现显著下降，这与土壤碳组分（SOM、POC和MBC）的同步减少一致。研究结果表明，虽然微生物α多样性在中等肥力土壤中达到峰值，但整体网络复杂性在高肥力环境中最高。从组成上看，这种稳定的群落结构主要与放线菌门和 Mortierellomycota门的丰度显著增加有关。此外，网络分析还识别出一些关键类群，包括Gemmatimonadaceae、Roseiflexaceae、Penicillium以及Trichoderma，这些类群与高效的养分循环和更强的抗病性密切相关。本研究阐明了高肥力土壤中所涉及的微生物类群，通过揭示这些微生物间的关联，为通过针对性调控微生物组来恢复退化的黑土提供了坚实的理论基础。最终，我们的研究结果为基于核心功能微生物开发新的土壤保护技术指出了可行的方向。