Nature Communications | 气候变暖背景下保护性农业通过增强植物-微生物协同作用进而提升小麦氮素获取能力

背景：在气候变暖背景下，可持续作物生产需要优化植物-土壤-微生物相互作用以维持氮素有效性。研究目的：本研究通过10年的实验增温和管理措施（保护性农业 vs. 常规农业）对比，结合原位15N标记、根系代谢组学和微生物宏基因组学，探究其对小麦氮素获取的影响。结论：研究发现，在气候变暖条件下，保护性农业相比常规农业能将小麦硝酸盐吸收的正面效应放大25%，并缓解微生物对氮的竞争。增温使保护性农业土壤总氮矿化率和硝化率分别提高191%和159%，但微生物固持率降低24%。这些变化由根系代谢物改变驱动，重塑了氮循环微生物功能生态位，优化了多个微生物氮过程，提高了碳氮交换效率，使小麦在氮竞争中胜过土壤微生物。总体表明，保护性农业通过增强植物-土壤-微生物相互作用来提升植物氮素获取，为未来粮食安全提供了可持续策略。