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土壤连作障碍特别是土传病害对农业生产危害严重,能够大幅度降低农作物产量,限制了现代农业的可持续发展。茄子黄萎病是由Verticillium dahliae引起的一种在茄子生产中危害严重的土传真菌性病害。传统的防治方法是利用化学农药进行土壤消毒,杀灭土壤中所有微生物造成“生物真空”来防治土传病害。但这些传统的土壤消毒剂不但破坏生态环境和影响农产品质量安全,效果也不理想,因此迫切需要寻找安全、高效、可持续发展的绿色土壤消毒剂来防治茄子黄萎病。氰氨类肥料不仅是土壤消毒剂,也是氮肥增效剂、环境保护剂、土壤改良剂,是名副其实的多功能药肥。石灰氮对茄子黄萎病具有很好的防治效果,但其防治机理以及最佳作用条件目前尚不清楚。本文将茄子黄萎病菌(Verticillium dahliae Kleb.)作为土传病菌的代表,采用种植茄子四年以上的连作障碍土壤,分别从传统人工培养和分子生物学两个层次上,研究氰氨类肥料(石灰氮和双氰胺)对连作障碍土壤的微生态的影响和防治茄子黄萎病的机理及最佳作用条件。主要结论如下:1.石灰氮单独施用时,能显著提高土壤脲酶、蔗糖酶和纤维素酶活性,降低土壤磷酸酶活性,对土壤过氧化氢酶活性影响不明显;石灰氮配施稻草,能显著提高土壤脲酶、过氧化氢酶和蔗糖酶活性,降低土壤纤维素酶和磷酸酶活性。双氰胺单独施用均能显著提高5种土壤酶活性;双氰胺配施稻草只有土壤磷酸酶活性显著高于对照,明显降低土壤纤维素酶活性,对土壤脲酶、过氧化氢酶和蔗糖酶活性的影响不明显。2.氰氨类肥料能够显著提高土壤微生物量碳、氮含量;稻草对土壤微生物量碳、氮含量影响不明显;氰氨类肥料配施稻草能显著提高土壤微生物量碳、氮含量。单独施用时,石灰氮能显著提高土壤的微生物呼吸作用,双氰胺影响不明显;配施稻草时,石灰氮能提高土壤微生物的呼吸作用而双氰胺具有相反的趋势。3.在第7天时,双氰氨仅在35℃下对茄子黄萎病菌孢子活力有很好的抑制效果,而石灰氮则在25℃和35℃下均有显著的抑制效果,在10℃下有一定的抑制作用。双氰氨对茄子黄萎病菌丝体生长没有明显的抑制作用,石灰氮对菌丝体生长有很好的抑制作用。4.石灰氮能有效提高连作土壤中细菌和放线菌的数量,减少真菌的数量,提高细菌/真菌比值(B/F)和放线菌/真菌比值(A/F),改变土壤微生物的种群结构,促使连作土壤从真菌主导型向细菌主导型转化,将失衡的微生物区系恢复到健康状态,从而起到防治土传病害的作用。石灰氮配施稻草效果会更佳。双氰胺有一定的效果,但不是很理想。PCR-DGGE的研究结果表明,氰胺类肥料改变了连作土壤细菌和真菌的种群结构,产生了一些新的种属和优势种群,也对一些种群有抑制作用;均提高了土壤细菌和真菌的多样性指数和丰富度。石灰氮对连作土壤微生物种群结构的改变大于双氰胺,石灰氮配施稻草对连作土壤微生物种群结构改变效果最好。5.利用荧光定量PCR技术检测各处理土壤中茄子黄萎病菌的数量。结果表明,稻草处理对茄子黄萎病菌没有抑制作用,甚至还能显著提高病菌的数量。双氰胺单独施用时,对茄子黄萎病菌有一定的抑制作用,在第8天和第20天抑制率分别为26.73%和32.23%;双氰胺配施稻草处理在第8天显著提高黄萎病菌的数量,比对照高出63.24%,但明显低于单独施稻草处理;在第20天有一定的抑制作用,抑制率达56.18%。石灰氮无论配施稻草与否,在第8天和第20天均能显著降低土壤中茄子黄萎病菌的数量,抑制率均大于或等于99.90%。6、石灰氮或配施稻草抑制茄子黄萎病菌的的最佳土壤水分条件是含水率为土壤最大持水量的60%或以上;最佳土壤温度是大于或等于25℃,温度越高抑制效果越好;在不同的pH条件下,均有较好的抑制效果,土壤偏碱性效果最佳。表明土壤水分含量和温度对石灰氮的作用效果影响最大,土壤pH影响次之。石灰氮配施稻草效果更好更稳定。综上所述,石灰氮作为一种土壤消毒剂,同时也给土壤微生物生长提供氮源,对一些病原微生物如茄子黄萎病菌具有很强的直接抑制作用,同时通过改变土壤微生物区系结构,恢复健康的微生态平衡,提高土壤微生物的多样性和丰富度来抑制病原微生物的发展,为植物生长提供一个正常、健康的土壤生态环境,这可能就是石灰氮防治土传真菌病害的主要机制之一。这也是石灰氮作为土壤消毒剂的优势所在,与传统化学农药土壤消毒剂的重要区别。