近日，甘肃农业大学省部共建干旱生境作物学国家重点实验室马铃薯研究团队在Agriculture, Ecosystems and Environment（中科院一区top，IF=6.4）在线发表了题为Microbial community restructuring under crop rotation: A sustainable strategy to counteract potato monoculture-induced soil degradation in arid ecosystems的研究论文。该研究围绕马铃薯连作引发的土壤退化与产量下降问题，在干旱半干旱区开展多年田间定位试验，系统评估不同作物轮作对土壤质量、块茎产量及微生物群落结构的影响。结果表明，轮作显著提升土壤质量指数和马铃薯产量，并筛选出与土壤养分和产量形成密切相关的关键菌群，为破解马铃薯连作障碍、促进绿色高效栽培提供了重要理论依据。

长期连作易导致土壤养分失衡、病原菌积累和微生态结构退化。为系统解析轮作调控机制，研究团队构建土壤质量指数（SQI），结合随机森林、WGCNA和Zi-Pi网络分析方法，深入揭示微生物互作特征。结果显示，豌豆、玉米、胡麻和藜麦轮作均可有效缓解连作障碍，土壤质量指数提升21.5%~37.7%，块茎产量提高2.1%~16.2%，其中胡麻轮作增产效果最为显著（较连作提高16.2%）。有效磷（AP）、有效钾（AK）和土壤有机质（SOM）被确定为影响土壤质量的关键因子。轮作显著富集Acidobacteriota等有益菌群，细菌网络表现出更高模块化特征，并筛选出Pyrinomonadaceae和Chitinophagaceae等关键类群，分别与养分水平和产量显著相关。

干旱生境作物学国家重点实验室博士研究生李志涛为该论文的第一作者，刘玉汇研究员和刘震副研究员为论文的共同通讯作者。该研究得到甘肃省科技计划项目（24JRRA836和24JRRA845）、甘肃省高等学校产业支撑计划项目（2024CYZC-29）、现代农业产业技术体系（CARS-09-P14）、甘肃农业大学伏羲人才基金（Gaufx-02Y04）等项目的共同资助。