联合国粮农组织于20世纪80年代在亚太地区31个国家通过大量田间试验得出结论，施肥可以使单位面积的粮食产量提高55%，同时总的粮食产量也能增加30%。研究发现，长期施用化肥不仅能有效提高土壤全氮含量，对于速效养分如硝态氮、铵态氮等含量也有显著提升。此外，也有研究发现，化肥施用能有效提高土壤酶活性。然而过量施肥尤其是氮肥，导致了如土壤酸化、面源污染等一系列环境问题，因此有机物料逐步替代化肥对于促进物质循环利用、改善土壤质量具有重要意义。

结果显示，F和FS较NF处理显著提高了作物产量和MFI，但S处理只增加了土壤MFI，对产量无显著影响。随机森林模型显示，N-乙酰-β-氨基葡萄糖苷酶（NAG）和全氮（TN）是影响MFI的最关键因素。

施肥还显著改变了根际和非根际土壤中细菌和真菌的群落结构；与NF处理相比，F和FS处理显著增加了非根际微生物放线菌门（Actinobacteria）、拟杆菌门（Bacteroidetes）和担子菌门（Basidiomycota）的相对丰度以及根际真菌担子菌门（Basidiomycota）的相对丰度。

网络分析和相关性分析发现，MFI与非根际和根际微生物网络模块相对丰度显著相关。高产组（F和FS处理）在非根际土壤中富集的物种，如Hannaella、Chaetomium等，具有较强的氨基酸、核苷酸代谢能力，对土壤生态系统多功能性具有正效应；低产组（NF与S处理）则在非根际与根际土壤中富集了不利于土壤养分固持的物种，如Solibacterales、Phycicoccus和Pleosporales。

综上， 秸秆还田与化肥配施可显著提高作物产量和生态系统多功能性指数。秸秆还田配施化肥可通过增加土壤酶活性和全氮含量来增强生态系统多功能性，同时在非根际土壤中富集参与养分循环、提高酶活性和增强氨基酸和核苷酸代谢能力的特定物种（Hannaella、Chaetomium等）从而有利于维持生态系统多功能性。

中国科学院南京土壤研究所张佳宝院士和赵炳梓研究员为该文共同通讯作者，宣泽鹏为第一作者。

该研究获得国家重点研发计划（2022YFD1500502，2022YFD1500401）、国家自然科学基金（42277347）、甘肃省白银市景泰县盐碱地综合利用试点项目（第二标段）核心试验示范工程（JTYJDSDXM-SG-02）、国家现代农业产业技术体系专项（CARS-03）的资助。

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