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丰富的土壤微生物多样性是土壤健康的重要基础,健康的土壤又是植物健康生长的重要基础之一。而连作栽培所带来的病虫害猖獗、土壤可供肥力下降、烟叶质量特色弱化,以及可持续生产能力的降低等诸多问题,已经成为我国烟叶生产面临的突出问题。因此,寻找烟田连作影响土壤微生态平衡的机制以及研发不依赖于轮作和化学防治而控制烟草土传病害的新技术迫在眉睫。本试验优化了PCR-DGGE技术体系,探索出了分析土壤微生物多样性的最佳DGGE电泳条件;并对采自洛阳和许昌两地连作1~8a的烟田土壤样品进行了土壤酶活性分析、微生物多样性分析;分析了上述微生态学指标对连作烟草土传病害的影响,初步明确了烟田连作影响土壤健康的机制。采用盆栽试验法还初步证明了增施生物质炭肥(生态炭肥)具有显著修复连作烟田土壤健康的作用。主要研究结果如下:(1)分别从引物筛选、DGGE电泳时间、染色方法等方面进行了PCR-DGGE技术优化。结果表明,引物对10F/1507R和引物对BV34F/BV56GC的巢氏PCR效果最佳,DGGE上样量为50ul时,以DGGE胶浓度为6%、变性梯度为40%~60%、100V×12h、温度60℃、EB染色15min所得到的DGGE指纹图谱效果理想。(2)对采自洛阳和许昌两地连作1~8a的烟田土壤样品的土壤酶活性分析表明,两地土壤淀粉酶和蔗糖酶活性总体趋势均一致地表现为随连作年限的增加,酶活性先升高后降低,其中连作2~3a时达到最大值,但在连作3a以上时,酶活性下降。这说明短期连作尽管使土壤淀粉酶和蔗糖酶活性升高,但长期连作则会显著降低土壤淀粉酶和蔗糖酶活性。洛阳地区连作烟田的土壤纤维素酶活性亦呈现相似的变化规律,而许昌地区土样的土壤纤维素酶活性则持续降低,且连作年限≥3a以后,土壤纤维素酶活性同样持续稳定在较低的水平。(3)对洛阳和许昌两地连作1~8a的烟田土壤样品的土壤微生物多样性分析表明,土壤微生物多样性随连作年限的延长整体呈下降趋势,且土壤细菌多样性的表现比土壤真菌和放线菌更敏感,更能反应土壤健康的本质状况。土壤微生物多样性的常规分析表明,土壤可培养微生物数量随着连作年限的延长逐渐减少。其中,土壤细菌数量于连作1~2a达到高峰,之后随连作年限的延长而逐年减少。土壤放线菌数量的变化趋势与细菌相似。土壤真菌对连作影响反应不敏感,其数量变化无规律。连作1~8a的土壤细菌多样性的PCR-DGGE分析结果显示,随着连作年限的延长,土壤的多样性条带数量总体呈减少趋势,说明土壤细菌丰富度随植烟年限的增加呈下降趋势,但连作5a时细菌数目有暂时的增加,5a后持续减少。此外,不同连作年限之间的土样细菌的Shannon指数、Simpson指数、Mclntosh多样性指数均存在极显著差异(p﹤0.01),且随着连作年限的延长,细菌的多样性指数逐渐降低。(4)分析了连作年限及土壤微生态学指标对烟草黑胫病和根结线虫病病情指数的影响。结果表明,烟草黑胫病和根结线虫病的病情指数随着连作年限的增加而上升。连作1a、2a时烟株发病相对较轻,但3a以后病情指数急剧增加,之后则一直处于较高水平。分析还表明,土壤蔗糖酶、淀粉酶和纤维素酶活性均与两种病害的病情指数呈线性负相关;土壤细菌数量也与两种病害的病情指数线性负相关。(5)探索了生态炭肥修复土壤健康的剂量效应和累加效应,分析了生态炭肥对盆栽试验烟草最大叶叶面积、株高、根冠比、根活力、土壤酶活性和细菌多样性的影响。结果表明,使用生态炭肥对土壤健康具有良好的修复效果,且存在比较明显的剂量效应和累加效应,连续二年使用生态炭肥的土壤的微生态指标明显优于使用生态炭肥一年的处理。