近日，中国农业科学院植物保护研究所土壤有害生物防控团队在学术期刊《Soil Biology & Biochemistry》（JCR土壤科学领域排名第1，Q1区，IF=10.3）上在线发表题为“Impact of dimethyl disulfide fumigation on soil nitrification and community assembly of ammonia-oxidizing archaea and bacteria”的研究论文。该研究系统阐明了二甲基二硫（DMDS）熏蒸消毒对土壤硝化过程及氨氧化微生物群落构建的作用机制。
土壤消毒是源头治理土传病害最为有效的手段，不仅能有效控制土壤中的病虫害，其增产促生的“肥料效应”也极为显著。土壤消毒能够改变土壤中养分的形态与含量，进而影响养分循环与转化过程，从而促进养分的高效利用。硝化作用是土壤氮素循环中的关键环节，熏蒸处理通常会在短期内抑制硝化作用并改变相关微生物群落结构，深入解析土壤消毒后硝化作用及其功能微生物的恢复与重建过程，是指导养分高效利用及配套修复技术应用的关键。
DMDS熏蒸消毒通过抑制氨氧化微生物的丰度和活性，显著延缓土壤硝化进程，其恢复过程受土壤pH主导的微生物群落重组调控。研究选取4种pH差异显著的农田土壤，通过培养实验系统评估DMDS熏蒸对土壤硝化过程的影响。结果表明，DMDS在熏蒸初期显著抑制硝化作用，表现为NH₄⁺-N在1–2周内升高至处理前的1.1-2.3倍，而NO₃⁻-N累积量仅为对照的20%~60%，表明氨氧化过程受到明显抑制。动力学分析显示，DMDS显著延缓硝化恢复进程，在酸性土壤（pH 4.32）中，达到最大硝化速率的时间（tₘₐₓ）由3.73周延长至16.01周，同时最大硝化速率（Kₘₐₓ）由19.08降至4.02 mg N·kg⁻¹·wk⁻¹，表明硝化潜力显著下降。在微生物层面，DMDS在早期显著降低氨氧化微生物（AOA和AOB）amoA基因丰度（降至对照的45%–70%），并引起群落结构重组，其中AOB优势类群Nitrosospira显著下降，而AOA优势类群Nitrososphaera呈现土壤依赖性变化。群落组装分析表明，整体以随机过程为主（NST > 0.5），但在熏蒸初期偏离中性模型（R² < 0），随后逐步恢复。进一步分析表明，土壤pH是调控硝化恢复的关键因子，其与硝化速率呈显著正相关（R² = 0.873），与恢复时间（tₘₐₓ）呈显著负相关（R² = 0.946），并通过影响AOA与AOB群落结构参与调控硝化恢复过程。该研究阐明了熏蒸干扰下土壤硝化恢复的调控机制，为优化DMDS施用策略、降低对土壤氮循环的生态影响提供了理论依据。
中国农业科学院植物保护研究所为第一完成单位，博士研究生王鑫和硕士研究生刘静怡为论文共同第一作者，王秋霞研究员和颜冬冬研究员为论文共同通讯作者。该研究得到了国家重点研发计划、中国农业科学院重大科技任务项目和国家自然科学基金的资助。
