本网讯（通讯员 徐晟文）近日，武汉工程大学姚槐应教授团队在国际期刊《Nature Communications》发表题为“Global long-term agricultural experiments reveal consequences of mineral fertilization for soil microbiomes”的研究论文。武汉工程大学环境生态与生物工程学院、磷矿及其共伴生资源绿色高效开发利用全国重点实验室、长江中游生源要素微生物转化与调控湖北省重点实验室为论文第一完成单位。环境生态与生物工程学院2023级博士研究生徐晟文为论文第一作者，姚槐应教授担任论文通讯作者。

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矿质肥料是现代农业增产和保障粮食安全的重要基础，其中氮、磷等矿质养分投入在维持作物生产中发挥着关键作用。然而，长期施用矿质肥料如何影响土壤微生物和土壤健康，仍缺乏全球尺度的系统认识。土壤微生物参与有机质分解、养分循环和土壤功能维持，是评价农田土壤健康的重要生物基础。针对这一科学问题，研究团队整合了全球501个长期农业试验，并纳入中国11个长期施肥定位试验的标准化采样数据，系统评估了长期氮、磷等矿质养分输入对土壤性质、作物生产力、微生物量、微生物多样性、主要微生物类群及功能活性的影响。

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研究发现，长期矿质施肥对农田土壤具有“双重效应”：一方面会导致土壤酸化，另一方面也能够促进土壤有机碳积累，并提高作物生产力和微生物量。长期施肥还显著增强了微生物呼吸作用、脱氢酶活性以及氮、磷获取相关酶活性，尤其是亮氨酸氨基肽酶、N-乙酰氨基葡萄糖苷酶和磷酸酶的增加，表明微生物对氮、磷等养分的获取能力增强；但与有机碳分解相关的酶活性并未显著变化。表明长期矿质施肥改变了微生物的资源分配策略。

进一步研究表明，长期矿质施肥并未导致土壤微生物多样性普遍下降，也没有在全球农田中普遍提高植物病原真菌风险，而主要表现为微生物群落组成的改变，例如促进变形菌门增加、厚壁菌门下降，并伴随烈性噬菌体丰度增加。研究还指出，长期施肥效应具有明显的土壤背景依赖性，初始pH接近中性的土壤更容易酸化，初始有机碳含量较低的土壤更容易积累有机碳；在中国东部、印度北部、西欧和美国东部等集约化农业区域，这些影响可能更加明显。该研究表明，矿质施肥不应被简单理解为必然破坏土壤生物多样性的农业措施，但长期施用过程中需要重视土壤酸化和微生物群落重组。合理配施氮、磷等矿质肥料有助于在保障粮食生产的同时维持土壤健康。研究结果也提示，未来土壤健康评价应更加重视土壤微生物组的长期监测。

本成果的取得，是我校锚定“化学工程与技术”一流学科建设目标、深耕磷化工特色研究方向的代表性产出。本研究既依托我校磷矿及其共伴生资源绿色高效开发利用全国重点实验室等国家级科研平台，彰显了我校在磷资源全产业链绿色利用、磷环境效应领域形成的鲜明科研优势，也体现了我校坚持科教融合，围绕磷化工产业创新需求培养高层次创新人才的突出成效，为支撑农业绿色发展、服务磷化工产业转型升级贡献力量。

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姚槐应课题组主要从事土壤元素循环的关键过程和微生物作用机理、典型环境中温室气体释放的调控因子及其机理以及典型污染物的分布、迁移和转化的关键微生物过程及其机理研究。姚槐应教授是国家杰出青年基金获得者，入选国家相关人才计划，享受国务院政府特殊津贴。先后主持国家杰出青年基金、国家重点研发计划等国家级项目20余项，担任中国土壤学会土壤环境专业委员会副主任、Agriculture Ecosystems & Environment等多个国际期刊的副主编、编辑和编委，在Nature Communications、Global Change Biology、Soil Biology & Biochemistry、Environmental Science & Technology等国内外相关领域期刊发表论文200余篇，论文总被SCI引用12000余次。（审稿 但继恩 陈功）

原文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-026-74614-8