哪种豆类轮作方式更能提升土壤健康？

土壤是农业生产的核心资源，不仅为作物提供生长所需的养分和水分，更承载着微生物活动、养分循环等多重生态功能，这种综合能力被称为“土壤多功能性”。近年来，土壤退化问题日益突出，如侵蚀、养分流失、有机质下降。如何通过科学的农业管理措施提升土壤健康成为全球关注的重点。轮作作为可持续农业的重要实践，能通过改变土壤环境和微生物群落改善土壤质量，尤其是豆科作物与禾本科作物的轮作——豆科植物可通过根瘤菌固氮减少化肥依赖。但不同豆科作物轮作的效果是否存在差异？哪类轮作方式更能系统提升土壤多功能性呢？

宁波大学祝贞科研究员团队通过分析我国261份土壤样本，系统比较了不同豆科轮作对土壤性质及微生物群落的影响，揭示了蚕豆轮作在提升土壤多功能性上的独特优势及微生物驱动机制。相关文章已发表于《农业科学与工程前沿》（英文）2025年第12卷第2期（DOI: 10.15302/J-FASE-2025604）。

研究团队在我国21.66°–48.02°N、86.29°–125.26°E的广泛区域内，采集了豆类作物收获后的土壤样本，分析了土壤含水量、有机碳、总氮、总磷等关键指标，并通过高通量测序解析了根际微生物的群落结构。结果显示，与其他豆科轮作相比，蚕豆轮作的土壤其含水量提升了29.1%，总碳、总氮、总磷分别增加了40.9%、55.9%、18.9%，有机碳含量高出61.6%；同时，土壤微生物生物量和呼吸速率显著更高。综合评估土壤肥力、水分保持、养分循环等功能的“土壤多功能性指数”，在蚕豆轮作中得分最高。

进一步分析微生物群落发现，蚕豆轮作显著提高了细菌的丰富度和多样性，并富集了两类关键菌群：脱硫杆菌门（Desulfobacterota）和浮霉菌门（Planctomycetota）。前者与土壤氮、磷养分矿化密切相关，后者参与氮循环和多糖分解，两者共同为微生物活动和养分供应创造了有利条件。微生物共现网络分析还显示，蚕豆轮作的微生物网络更复杂，关键菌群的“桥梁作用”更强，微生物间的协作更高效，进一步支撑了土壤功能的提升。

这项研究在全国尺度上比较了不同豆科轮作的土壤效应，明确了蚕豆轮作在提升土壤多功能性上的优势并非偶然，而是通过“改善土壤理化性质—优化微生物群落结构—增强微生物活性”的多重机制实现的。研究同时指出，豆科种类和区域差异是影响土壤性质的两大主因，这为不同地区选择适配的豆科轮作模式提供了科学依据。