论文摘要
在现代农业生产中连作现象非常普遍,连作会引起土壤微生态环境恶化,作物产量降低,农产品品质变差,土壤质量下降,病虫害爆发等一系列问题,已经严重制约着土地的可持续利用和农业的可持续发展。连作后土壤微生物的变化被认为是连作障碍的主要成因,土壤丰富的微生物多样性是保持土壤肥力提升、作物正常生长发育的关键所在。本研究首先对田间轮作后的香蕉枯萎病情况进行调查；然后以连作15年的香蕉园为研究对象,取其耕作层土壤进行盆栽试验,选用三种茄科蔬菜辣椒、茄子、番茄与香蕉进行轮作,研究了轮作对根际土壤中可培养微生物数量的影响,并结合聚丙烯酰胺凝胶电泳(Denaturing gradient gel electrophoresis, DGGE)技术对轮作后的土壤微生物多样性进行分析；筛选了三种轮作作物根际土中对尖孢镰刀菌(FOC)具有抑制作用的拮抗菌,并进行16S rDNA鉴定；测定了不同植物根系分泌物及残体浸提液对FOC的化感作用；同时对轮作后土壤的理化性质变化及再植香蕉长势情况进行了统计；最后进行田间试验,主要结果如下：(1)田间调查发现发病香蕉园采用不同作物轮作后,下茬香蕉枯萎病的发病率差异很大,其中菠萝轮作后枯萎病发病率为15%,西瓜、玉米、木薯轮作后发病率为24%、26%、28%,葵花、毛豆轮作后发病率相对较高为38%、36%,辣椒、茄子、番茄轮作后发病率为18%、27%、34%。(2)盆栽试验表明,高发病香蕉园茄科作物轮作后增加了连作蕉园土壤中抑制FOC的拮抗菌的数量和种类,其中,辣椒轮作后土壤中拮抗菌的数量显著多于香蕉连作土壤,拮抗菌对FOC的平均抑制率为27.70%,茄子轮作次之,平均抑菌率为26.18%,番茄轮作与香蕉连作差异不大。16S rDNA鉴定结果显示,轮作土壤中拮抗菌的种类主要是厚壁菌门、变形菌门和拟杆菌门,辣椒轮作根际拮抗菌种类最丰富,并以厚壁菌门的芽孢杆菌属最多。(3)盆栽试验表明,高发病香蕉园辣椒、茄子、番茄轮作后均改善了土壤的酸碱度,增加了土壤pH值,提升了土壤中的有机质含量,并且增加了土壤中碱解氮、速效磷、速效钾的含量。轮作后的土壤促进了再植香蕉叶面积和株高增加,且降低了枯萎病的发病率。(4)三种茄科蔬菜根系分泌物及残体对FOC的化感作用均表现为低浓度促进,高浓度抑制的效果,且同一浓度植物地下部分残体的化感作用大于地上部分,根系分泌物的化感作用大于残体；化感作用大小顺序是：辣椒>茄子>番茄>香蕉。(5)盆栽试验表明,高发病香蕉园辣椒、茄子轮作后土壤中细菌和放线菌的数量显著增加,真菌和FOC的数量降低,土壤放线菌与真菌的比值(A/F)和细菌与真菌的比值(B/F)增加；PCR-DGGE图谱分析结果表明,辣椒轮作增加了土壤中细菌的数量和种类,丰富度指数、均匀度指数、辛普森指数均好,香蕉连作增加了土壤真菌的种类和数量,但是降低了土壤中真菌的均匀度。(6)田间研制试验表明,不同作物轮作后再重新种植香蕉,香蕉根际土壤中FOC数量及枯萎病发病情况均降低,其中以辣椒轮作效果最为显著。