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Wanjie Chen 1# Xingyue Li 2#, Fengyan Yi 2, Chengyu Guo 2, Jie Yu 3, Xiaohong Yan 3, Ruxue He 2, Yu Wang 2, Yansong Gou 2, Haijun Ding 2*
摘要: 豆科-禾本科间作是农业可持续集约化的重要范式;然而,驱动该系统下土壤多功能性的生物学机制仍不明确。本研究探究了燕麦-箭筈豌豆间作系统中,表层与亚表层土壤多功能性的响应特征。结果表明,间作不仅显著提升了土壤多功能性,更是缓冲单作系统亚表层土壤功能急剧衰退的关键策略。值得注意的是,单作系统下土壤多功能性随深度增加(从表层到亚表层)呈现急剧的垂直下降趋势(降幅>86%),而间作则将这一降幅显著降至66%。随机森林分析表明,可溶性有机碳是预测土壤多功能性的首要非生物因子。在生物学机制上,这种功能的提升并非仅仅受真菌丰富度变化的驱动,而是源于真菌群落结构的变化,具体表现为腐生菌与病原菌比值的显著提高。结构方程模型进一步解析了两条截然不同的机制路径:种植模式通过增加可溶性有机碳含量提升了土壤多功能性,并借助宿主选择效应重塑了真菌群落结构;相反,土壤深度则通过环境过滤作用限制了真菌多样性,从而制约了土壤多功能性。上述发现揭示了由根系来源的活性碳驱动功能性真菌群落演替的内在机制。综上所述,在禾本科作物种植系统中引入箭筈豌豆,能够通过丰富活性碳库并优化土壤微生物的结构组成,有效缓解亚表层土壤的功能退化。