土壤微生物碳周转是驱动土壤固碳的核心过程，其关键在于微生物残体的持续积累，这一过程受水分、养分等环境因子的调控。作为调控微生物死亡与代谢转化的关键因素，土壤病毒正成为生态学研究的前沿热点。病毒是土壤中数量最为庞大的生物类群。一方面，它们通过“病毒分流”机制裂解宿主细胞，将微生物碳转化为溶解性有机质和残体碳库；另一方面，病毒携带的辅助代谢基因（AMGs）可重新编程宿主代谢，从而深刻影响土壤碳循环。这些功能使病毒成为土壤碳循环中长期被低估的核心驱动力。

针对上述科学问题，中国科学院沈阳应用生态研究所梁小龙研究团队以东北黑土农田为对象，开展了不同有机物料添加与水分调控下的盆栽培养实验。借助宏基因组测序技术和病毒组分析，团队首次揭示了碳源与水分协同作用下，病毒—微生物互作对土壤碳累积的调控机制。研究发现裂解性病毒比例与微生物残体碳、土壤有机碳含量呈正相关，是驱动土壤碳稳定的关键途径。同时，病毒携带的功能基因可潜在调控宿主代谢，增强碳固定与有机质转化效率，与病毒的裂解作用协同提升土壤碳固持能力。不同有机物料展现出差异化固碳路径：秸秆在中低水分条件下，碳固定基因显著富集，增强宿主碳同化能力，借助病毒通路实现高效固碳；生物炭以物理稳定为主，受水分影响较小；牛粪在不同水分梯度下均能稳定提升有机碳含量。

该研究首次将病毒生态学纳入土壤微生物碳泵框架，提出了病毒介导的土壤碳固存模型，明确了土壤病毒在土壤碳循环中的关键生态功能。研究成果不仅揭示了病毒调控土壤固碳关键机制，也明确了土壤固碳过程关键限制因子，为提升农田土壤碳汇能力提供了科学可行的管理依据。相关研究成果以“Soil viruses are associated with microbial necromass accrual through lysis and metabolic reprogramming under amendment-moisture interactions”为题，发表在《Environmental Technology & Innovation》期刊。中国科学院沈阳应用生态研究所硕士研究生王芷瑶为第一作者，梁小龙研究员、王永峰副研究员为共同通讯作者。该研究得到了科技部重点研发项目和国家自然科学基金资助。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.eti.2026.104951

图1 病毒生命策略及其与土壤碳库的相关关系

图2 不同处理下土壤病毒辅助代谢功能基因丰度

图3 土壤病毒介导的微生物碳泵概念模型