在全球粮食需求持续增长的背景下，如何通过可持续农业实践提升耕地生产力已成为重大挑战。传统单一种植模式依赖大量化肥农药，导致土壤退化、养分流失等环境问题。作物轮作作为延续千年的农业智慧，能通过改善土壤结构、增强养分循环来提升地力，但其对土壤微生物群落——这一驱动生态系统功能的关键引擎——的影响机制尚不清晰。尤其令人困惑的是：轮作对细菌和真菌这两大类土壤微生物究竟会产生怎样不同的影响？不同轮作模式、环境条件又会如何调控这些影响？这些问题亟待系统解答。近日发表于《Nature Communications》的研究通过整合全球2406组配对观测数据，首次基于高通量测序技术揭示了作物轮作对土壤微生物群落的差异化调控规律。该研究创新性地发现：轮作对细菌和真菌多样性产生"不对称影响"——它能显著提升细菌的香农多样性(Shannon diversity)和物种丰富度(species richness)，却对真菌的α多样性无显著影响；相反，轮作显著增加了真菌的β多样性而细菌β多样性不变。这种分化现象与微生物的生物学特性密切相关：细菌生长快、扩散能力强，能快速响应轮作带来的资源变化；而真菌菌丝网络稳定，对短期轮作扰动不敏感。
本研究针对作物轮作对土壤微生物多样性影响机制不清的问题，通过全球Meta分析揭示：轮作显著增加细菌α多样性而非真菌α多样性，但提升真菌β多样性；豆科-非豆科作物转换、轮作周期等因子差异化调控微生物群落，且微生物多样性增加与作物产量提升正相关。该研究为通过优化轮作模式调控土壤微生物组提供了理论依据。
