加工番茄是新疆重要的经济作物,依托龙头企业在全疆已形成区域化、产业化布局。由于种植区域集中,种植面积扩大,导致连作问题突出,并产生了一系列负面影响。许多研究表明化感自毒作用是引起连作障碍的关键原因,而加工番茄具有较强的化感效应。本研究采用盆栽和小区栽培模拟试验,研究不同连作年限加工番茄的生长发育、生理特性以及土壤微生物区系、土壤酶活性的变化,揭示加工番茄连作障碍的生理机制和连作对加工番茄农田质量的影响,并通过活性炭处理连作土壤对其自毒作用效应做出评价,主要结论如下：1.加工番茄连作对其生长发育及生理活性的影响。随连作年限的延长,加工番茄株高、茎粗以及生物量都有所降低,SOD活性、叶绿素含量以及根系活力呈降低趋势,POD活性呈先升高后降低,MDA含量呈上升趋势。加工番茄叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)以及水分利用率(Wue)随连作年限增加呈递减趋势,在连作4年时表现出最低值,分别比种植1年时降低58.7%、45.8%、55.1%和8.1%,但胞间CO2浓度呈上升趋势,是种植1年时的1.30倍。活性炭处理土壤后,加工番茄株高、茎粗以及生物量比起对照(未活性炭处理)有所提高,并促进了一些生理活性指标如叶绿素含量、根系活力、SOD活性,降低了对细胞膜构成破坏的MDA含量和叶片电导率,对光合作用的影响表现在连作3年和4年的Pn分别比对照提高219.4%和236.9%,Gs分别提高169.7和106.6个百分点,Tr分别是对照的2.32倍和2.62倍,Wue分别是对照的1.37倍和1.29倍,但胞间CO2浓度却有所降低,分别比对照降低28.7%和35.9%。说明活性炭可吸附土壤中化感物质,减轻加工番茄连作自毒作用。2.加工番茄连作对根际土壤微生物的影响。在加工番茄根际微生物中,细菌所占比重最大,放线菌次之,真菌最少。随连作年限的增加,加工番茄土壤微生物总数和细菌数量呈下降趋势,其中细菌数量分别比1年降低12.1%和16.8%,而真菌和放线菌则稳步增加,真菌数量在连作2年和3年土壤中分别比种植1年时提高20%和60%,放线菌数量分别是种植1年的1.04倍和1.12倍,根际土壤由细菌型向真菌型转化。硝化细菌、好氧性自身固氮菌、好氧性纤维素分解菌和厌氧性纤维素分解菌等有益细菌生理群的数量随连作年限的延长呈递减趋势,有害细菌生理群如反硫化细菌的数量增加,反硝化细菌的数量表现为先升高后下降。通过活性碳处理后,细菌的数量在连作2年和3年时分别比对照增加5.8%和1.6%,放线菌和真菌数量比对照分别降低13.0%、23.1%和8.3%、50%。生理功能菌表现为亚硝酸细菌、好氧性自身固氮菌和厌氧性纤维素分解菌的数量有所增加,反硫化细菌减少,厌氧性自身固氮菌和好氧性纤维素分解菌表现为2年时显著增加,对反硝化细菌的影响表现为2年下降,3年时增加。在加工番茄种植土壤中,反硝化细菌为优势菌,其次是反硫化细菌、硝化细菌和固氮菌,纤维素分解菌数量最少。3.连作对加工番茄土壤酶活性有显著影响。随连作年限的增加,过氧化氢酶活性呈上升趋势,而脲酶、多酚氧化酶、蔗糖酶、磷酸酶活性呈下降趋势,其中对蔗糖酶活性的影响最大,连作2年和3年的蔗糖酶活性比种植1年时分别降低28.8%和43.7%。通过活性碳处理后,脲酶、土壤蔗糖酶、多酚氧化酶、磷酸酶活性比对照(未活性炭处理)增加,而过氧化氢酶活性降低,其中活性炭对多酚氧化酶的活性影响最大,连作3年的多酚氧化酶活性比对照提高31.8%。4.加工番茄连作土壤中土壤酶活性和微生物数量表现出一定的相关性。脲酶活性与真菌、放线菌数量呈显著负相关,蔗糖酶活性与放线菌数量呈显著负相关,但与细菌、亚硝酸细菌和厌氧性纤维素分解菌数量呈极显著正相关；多酚氧化酶活性与细菌、亚硝酸细菌和厌氧性纤维素分解菌数量呈显著正相关；过氧化氢酶活性与真菌、放线菌数量呈显著正相关,但与细菌、亚硝酸细菌和厌氧性纤维素分解菌数量呈显著负相关；磷酸酶活性与细菌、反硫化菌和好氧性自身固氮菌数量呈显著正相关,其中与好氧性纤维素分解菌达到极显著水平,但与放线菌呈极显著负相关。