合理轮作能够改善根系土壤微生物的群落结构，促进有益微生物种类和丰富度升高，提高根系微生物代谢活性和功能多样性。棉花（Gossypium hirsutum L.）是世界上最重要的天然纤维作物，在新疆种植面积大；然而传统种植方式会造成棉花连作障碍，严重影响棉花产业的可持续发展。已有研究文献表明，棉花-花生轮作可以利于作物的生长，缓解土传病害的发生。
新疆维吾尔自治区农业科学院作物所、吉林市乡村振兴研究院和伊犁师范大学 生物科学与技术学院的崔福洋、张乐、张云、李强、陈晓露等于2016年至2023年以花生连作（HC）、棉花连作（MC）为对照，开展棉花-花生轮作（MR）和花生-棉花轮作（HR）轮作试验，对不同种植模式收获期产量进行测定，并对其根际土壤进行宏基因组测序，综合分析在棉花-花生长期轮作后棉花、花生根系土壤微生物群落和功能变化。
研究显示：花生-棉花轮作可以增加棉花、花生的产量，其增产均在1100kg/hm2以上；土壤根系微生物群落酸杆菌门、变形菌门、芽单胞菌门、绿弯菌门丰富度最高可有效改善土壤环境；不同种植模式下土壤根系微生物群落功能之间存在显著差异，花生-棉花轮作模式下，膜运输微生物功能相对功能富集最强；棉花-花生轮作根系微生物中糖苷水解酶家族和糖基转化酶家族基因最为丰富；不同种植模式根系微生物菌群基因蛋白功能存在显著差异性，菌群蛋白功能基因主要以代谢功能类群、调控碳水化合物代谢和氨基酸运输为主；棉花-花生轮作后显著提高反硝化作用。
棉花-花生轮作大田试验。
棉花-花生轮作土壤微生物菌种筛选。
棉花-花生轮作的花生植株长势。
棉花-花生轮作的棉花植株长势。图片均由论文作者提供
总之，棉花-花生轮作模式可提高根系土壤微生物多样性和丰富度，改变了根系土壤微生物同源基因组的构成，增强根际土壤微生物群落碳水化合物活性酶的活性、主要代谢通路的代谢活性，增加与N相关功能基因的丰度。
上述研究相关内容发表于《西北农业学报》2025年8期。
该研究论文作者还进一步强调指出，本研究发现种植模式的不同会对土壤根系微生物群落的组成造成一定的影响，花生-棉花轮作对根系土壤微生物群落的影响尤为显著，可以证明科学的轮作可以有效增加土壤中有益微生物群落的多样性与丰富度，通过微生物群落的改变，能够抵抗严酷恶劣的土壤环境，研究中的耐盐碱菌群的发现可以提高微生物的利用率，借此进行培养开发利用，可以帮助作物生长过程中改良土壤理化性质，促进有机质的分解，供植物吸收。
文章相关信息：https://doi.org/10.7606/j.issn.1004-1389.2025.08.014
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