近日，花生所高产栽培课题组在《Agriculture, Ecosystems and Environment》（IF=6.4，中科院1区Top）发表了题为“Diversified crop rotation: synergistically enhancing peanut yield and soil organic carbon stability”的研究论文。

连作导致花生减产、耕地质量降低等问题，优化作物轮作可在增加花生产量的同时增加土壤有机碳（SOC）含量、降低碳排放，明确轮作花生田SOC矿化的变化机制对农田土壤固碳减排与肥力提升具有重要意义。微生物是SOC循环的关键驱动力，能够决定土壤中碳的去向，而微生物如何介导轮作模式影响有机碳矿化的机制尚不清楚。本研究基于连续8年的轮作模式定位实验，采用高通量测序和变温培养等技术手段，比较分析不同轮作模式（花生连作、花生-绿肥一年两作、花生-小麦-玉米两年三作）调控花生田SOC矿化的微生物机制差异。结果表明，绿肥还田与花生-小麦-玉米轮作均能缓解花生连作障碍增产，后者增产效应更加显著。花生根瘤固氮及根际沉积共同贡献高质量碳源和氮源，导致花生田土壤高氮、低碳氮比的特征。高质量（高氮含量、低碳氮比）的二月兰鲜体还田导致土壤矿质氮累积、强化土壤微生物碳限制，降低根源碳输入同时促进K-策略分解者占优，代谢更多难分解碳，导致土壤本底碳损失；而花生-小麦-玉米轮作通过低质量（低氮含量、高碳氮比）的残茬输入缓解微生物碳限制，减少激发效应导致的碳损失，促进SOC库稳定性的同时降低温度敏感性。后者实现了花生田增产和稳碳协同，有利于长期土壤碳固存以及农业绿色低碳可持续发展。因此在设计多样化种植模式时，应注意低质量碳源的引入，以促进花生田固碳。本研究深化了当前对花生田土壤碳循环的认知，为花生田增产固碳协同和农业可持续发展提供科学依据与技术原理。

该论文由山东省花生研究所、临沂大学和山东航空学院共同完成。孙棋棋为第一作者和第一通讯作者，何康与刘俊华为共同通讯作者。该研究得到国家自然科学基金青年项目（32301451、42207408）、山东省农业科学院2024创新工程（CXGC2024D19）和山东省重点研发项目（2023TZXD007）资助。

文章链接：https://doi.org/10.1016/j.agee.2025.109497   

  （撰稿： 孙棋棋     核稿：张建成）