近日，土壤生态学团队在国际土壤学生态学期刊Applied Soil Ecology上发表题为“The balance between arbuscular mycorrhizal fungal diversity and plant growth benefits from optimizing nitrogen inputs in agroecosystems”的研究论文，报道了农田氮输入量决定了丛枝菌根真菌（AMF）多样性与作物生长之间的权衡。低水平氮输入有利于丛枝菌根真菌多样性，而高水平氮输入更有利于提升玉米产量，因此，中等水平氮输入可以兼顾丛枝菌根真菌多样性与玉米生长的关系。该发现为充分考虑生态集约化措施中“生产-生态”关系提供了借鉴，即减少外部投入，可以提升土壤有益微生物的功能贡献；鉴于菌根在陆地生态系统中的多种生态系统服务功能，化肥适度减施（本研究中等水平氮输入大约为当地施肥量的52%）可以实现促进土壤生物多样性的生态功能与粮食保障的双赢的目标。

图1. 氮输入影响丛枝菌根真菌多样性和玉米生长的概念框架

具体而言，氮肥施用虽然极大的提高了作物生产力，但过量的氮输入会危及土壤生物多样性，破坏植物与土壤生物之间的相互作用关系，不利于农业可持续发展。要想打破这种负反馈效应，需要减少对外部氮输入的依赖，最大限度的发挥土壤有益微生物的生态功能。土壤有益微生物（丛枝菌根真菌）与植物共生可提高植物养分获取能力，减少对外源氮输入的依赖。但很少有研究考虑有益微生物多样性与作物生长的关系，随氮输入水平的变化，尤其是考虑到兼顾土壤生物多样性和作物生长在未来全球变化下对于粮食安全、生态安全和社会可持续发展的重要性。本研究通过田间定位试验，在氮输入为0，120，240 和360（当地常规施肥量） kg ha⁻¹不同水平下，调查了丛枝菌根真菌群落多样性和玉米生长对不同氮输入量的响应。结果表明，持续增加氮输入虽然有利于玉米生长，但会损害丛枝菌根真菌多样性。高水平氮输入会降低丛枝菌根真菌的侵染率，孢子密度，生物量和物种丰富度。

图2. 不同氮输入下丛枝菌根真菌多样性和玉米生长之间的权衡关系

总之，深入了解土壤生物多样性和作物生产在外界影响（如人类活动下的土壤和作物变化）的关系响应格局将有助于指导土壤生物多样性的保护和利用，实现最低经济和环境成本达到最大生态系统服务的目标，这对全球变化下未来农业管理模式的改进具有重要意义。

图3. 氮输入量与丛枝菌根真菌多样性和玉米生长之间的关系

南京农业大学土壤生态实验室博士研究生孙鉴妮为第一作者，陈小云教授为通讯作者；赵姣、霍举颂和王帅等作为研究骨干，仇云鹏博士、徐莉及刘满强教授参与指导。本研究得到国家重点研发项目（2022YFD1500203）及国家自然科学基金（42077047）的资助。

    论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S092913932300032X

编辑：孙鉴妮

校对：吴迪

审核：刘满强