长期单作导致的土壤退化问题，已成为制约我国农业可持续发展的瓶颈。间作作为一项重要的可持续种植模式，被广泛认为能有效缓解连作障碍。然而，不同间作作物组合的差异及其内在机制尚不清楚。土壤线虫占据土壤食物网中多个营养级，其群落组成和能量结构是评估土壤生物健康的核心指标。

中国科学院沈阳应用生态研究所土壤健康维持机制与生物调控途径创新组群在辽宁省阜新蒙古族自治县开展了不同间作作物配置试验。试验以花生/玉米和苜蓿/玉米两种间作系统为研究对象，通过对土壤线虫群落组成及食物网碳流变化开展系统研究，量化了不同间作处理下线虫营养类群的生物量和碳通量，构建了土壤线虫食物网能量流动模型，最终揭示了不同间作模式优化土壤生物健康的差异化路径。

研究结果表明，间作能够促进线虫群落的多样性提升与结构优化，但这种促进作用具有明显的作物特异性，主要表现为与单作相比，间作花生行土壤线虫香农指数最高增幅43.86%，苜蓿行线虫丰富度最高增幅61.69%，玉米行土壤线虫丰富度、多样性和结构指数均有所提升。种植模式和年限共同影响土壤生物健康，单作模式下土壤生物健康逐年下降，而2023年间作模式下3种作物的土壤生物健康状况均显著优于单作模式（图1）。

图1 间作条件下土壤线虫群落生态指数与土壤生物健康得分

进一步分析发现，间作对土壤线虫食物网能流格局的调控存在路径特异性。在花生/玉米间作系统中，花生行从植物寄生线虫到捕食杂食线虫的碳通量显著增强，同时碳通量的均匀性也显著提升，能量在不同营养级间的分配趋于均衡；而在苜蓿/玉米间作系统中，间作降低了玉米行植物寄生线虫和食真菌线虫的生物量，对于土壤线虫食物网碳通量的均匀性无显著影响（图2）。

图2 间作条件下土壤线虫食物网能量结构

偏最小二乘路径模型表明，花生/玉米间作系统提高了作物生产力和土壤碳氮水平，进一步促进了线虫生物量的积累，并优化了土壤线虫食物网的能量分配格局，最终驱动土壤生物健康提升（解释度74%）（图3）。这一级联效应的深层机制在于花生（浅根系、地下结荚、生物固氮能力强）与玉米（深根系、高大冠层）形成了有效的空间生态位互补，缓解了种间竞争，增强了地上-地下级联效应，从而实现了土壤健康维持与作物高产之间的协同。

图3 偏最小二乘路径模型分析间作对土壤生物健康的直接和间接影响

上述结果表明，合理的作物搭配不仅是提高地上产量的手段，更是重塑地下食物网能流格局、激活土壤自调节能力、系统提升土壤生物健康的有效途径。本研究揭示了不同间作系统中“作物驱动—土壤改良—能流结构优化—土壤健康提升”的级联效应，为构建基于线虫能量学指标的土壤健康评价体系提供了科学依据，也为优化豆科/玉米间作搭配、实现绿色可持续农业发展提供了理论支撑。研究成果以"Soil biological health optimization: Differential impacts of two legume/maize intercropping systems on soil nematode food webs"为题，发表于Applied Soil Ecology。中国科学院沈阳应用生态研究所博士研究生杨明昊为第一作者，张晓珂研究员为通讯作者，梁文举研究员等参与了该项工作。该研究得到了国家重点研发计划（2022YFD1500600）和国家自然科学基金（32571908、U22A20501）等多个项目的支持。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.apsoil.2026.107402