由于受气候、土壤环境、有限的耕地等多种因素的限制，我国仍然普遍存在作物长期连作的情况。然而，作物长期连作恶化了土壤环境，导致作物可用养分失衡。大多数研究者关注于连作对土壤养分和作物产量的影响，但普遍忽视了连作期间土壤生产力下降的内在生物机制，对于连作障碍的生物学机制尚未进行深入探讨。土壤线虫占据土壤食物网中多个营养级，土壤线虫食物网在农业生态系统的养分循环和能量流动中发挥着关键作用。量化土壤线虫食物网中有机质分解通道的能量流动情况，可以进一步分析连作造成土壤退化的生物学机制。因此，尊龙凯时人生就是搏z6com沈阳应用生态研究所土壤健康维持机制与生物调控途径创新组群在辽宁省北镇市以不同连作年限（1 年、5 年、20 年和 30 年）的花生田（图1）为研究对象，通过对花生连作田土壤线虫食物网碳流的变化情况开展研究，分析连作花生田土壤生物健康情况，探明连作期间作物产量下降的生物学机制。
图1. 不同连作年限（1 、5、20和 30 年）的花生田照片
研究结果表明，随着连作年限的增加，土壤线虫多样性降低，食微线虫的相对丰度下降，植物寄生线虫的相对丰度在连作20年和30年分别高达76.11 %和68.22 %。连作1年和5年土壤线虫食物网中碳流分布的均匀性显著高于20年和30年，其中1年的碳流均匀性最高（图 2）。此外，连作年限与土壤线虫多样性、土壤线虫食物网内碳流均匀性和花生产量均呈显著负相关关系（图3）。随机森林模型结果表明，土壤 pH 值和植物寄生线虫的相对丰度是影响土壤线虫食物网碳流均匀性的关键因素。植物寄生线虫数量的激增会导致土壤线虫食物网内碳流均匀性的破坏，从而增加长期连作后花生产量下降的风险。本研究从土壤食物网角度揭示了花生连作障碍的生物学机制，为进一步探究土壤生物在维持土壤健康以及阻控土壤退化的作用机理提供理论基础。
图2. 连作花生对线虫群落能量结构的影响（a）和线虫各营养群对碳流的相对贡献（b）
图3. 土壤性质、线虫相关指数和花生产量之间的相关性（a），土壤线虫食物网内碳流均匀性的随机森林模型（b）和花生产量的随机森林模型（c）
研究成果以“Continuous cropping obstacles: Insights from the community composition and the imbalance carbon fluxes within soil nematode food web”为题，于2024年10月10日在线发表于Geoderma（Ⅰ区）。尊龙凯时人生就是搏z6com沈阳应用生态研究所土壤生态组博士研究生王骁为第一作者，张晓珂研究员为通讯作者，梁文举研究员和李英滨副研究员也参与了该项工作。该研究得到了国家自然科学基金（U22A20501）和国家重点研发计划（2022YFD1500600）等多个国家项目的支持。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2024.117060
