Effects of nematode energy fluxes on soil carbon fractions under combined straw-inorganic fertilizer application

土壤线虫是土壤中数量最丰富的后生动物，其能量动态维持着土壤生态系统功能，但线虫能量通量如何影响土壤有机碳储量仍然未知。为探讨秸秆还田对酸性红壤食物网中虫能量通量及土壤碳组分的影响机制，本研究依托中国科学院鹰潭红壤生态实验站设置的秸秆还田培肥长期试验，探究了不施肥（no fertilizer, CK）、化肥（NPK chemical fertilizers, N）、化肥+秸秆还田（NPK chemical fertilizers with straw, NS）、化肥+秸秆猪粪配施（NPK chemical fertilizers with straw and pig manure, NSM）4种处理下线虫生态指数、代谢足迹、能量通量的变化特征，及其对土壤碳组分的影响。结果表明，NS和NSM处理显著增加了土壤有机碳含量，提高了线虫生物量和能量通量。NS和NSM处理下线虫成熟指数、富集指数和结构指数提高，表明土壤食物网养分状况更好且更成熟稳定。不同指数的提高得益于秸秆还田提供的丰富碳源和营养，微生物的生长和活性得到促进，而猪粪配施进一步激发了微生物活性。同时，“快速”通道和“慢速”通道的能量通量均有增加，支撑了更高的线虫能量通量。食细菌线虫的cp1类群增加主导了NSM处理下细菌能量通量及矿物结合态有机碳（mineral-associated organic carbon, MAOC）的积累，而颗粒态有机碳（particulate organic carbon, POC）主要受捕杂食线虫能量通量的影响。具体来说，cp1类群的增加反映了食细菌线虫对细菌资源的高效利用，促进了细菌的生长和代谢活动，进而增加了矿物结合态有机碳的积累。而捕杂食线虫能量通量的增加则表明，这些线虫通过捕食其他线虫和微生物，促进了土壤食物网中能量的流动和再分配，从而影响了颗粒态有机碳的积累。本研究为提升旱地红壤肥力和健康、保障粮食安全提供了理论依据。