番茄连作障碍已经成为限制海南番茄高产优质和可连续生产的主要原因。番茄连作障碍成因复杂,土壤微生态失衡和自毒作用是最主要的原因。目前生产上主要对策是通过不同种植模式改变根系分泌物和调节土壤微生物环境来缓解连作障碍。大量研究表明轮作有利于改善土壤的微生态环境,增加细菌数量,降低真菌的数量,在一定程度上可以缓解连作障碍。本研究以海南澄迈县老城镇龙吉村连作5年的番茄土壤为研究对象,以番茄连作(TTC)、番茄与花生轮作(TPR)、番茄与黄秋葵轮作(TOR)、夏闲(UT)为处理,采用大田试验和IlluminaHiseq高通量测序相结合的方法,研究轮作休耕对番茄连作土壤细菌和真菌群落结构组成和丰度、菌群功能性等及不同种植模式对可培微生物数量、土壤酶活及土壤养分的影响,为建立合理的轮作体系提供参考依据。主要研究结果如下:1.轮作显著激活了土壤酶的活性。TPR处理的土壤中过氧化氢酶、蔗糖酶、酸性磷酸酶和脲酶的活性分别较TTC处理增加了 8%、27.99%、15.42%和35.87%;TOR处理的土壤中上述四种酶的活性分别较TTC增加了 13.68%、18.36%、14.40%和50.41%。2.轮作显著提高了番茄连作土壤的有效养分。TPR的碱解氮、速效磷、速效钾、有机质分别比TTC增加了 10.42%、51.41%、76.04%、22.8%,TOR的碱解氮、速效磷、速效钾、有机质分别比TTC增加了 19.38%、32.99%、141.33%、16.3%。3.轮作土壤的细菌和真菌Shannon指数和种群数高于连作土壤。轮作处理土壤中丰度前10的细菌门类中,大部分与碳代谢循环有关,而且这些门在不同处理的土壤中丰度不同,说明轮作可以改变土壤细菌门类的组成和丰度,进而影响到有关碳循环的生理活动。4.轮作对细菌群落结构产生了明显的影响,优势种群在连作、轮作和夏闲土壤中的丰度发生了变化。Chloroflexi(绿弯菌门)在TTC处理土壤中所占比例最大。而Actiobbacteria(放线菌门)、Acidobacteria(酸杆菌门)、Gemmatimonadetes(芽单胞菌门)在TPR、TOR处理的土壤所占比例最大,数量最多。在不同处理土壤中丰度前20且具有显著性差异的细菌属中,TTC条件下含有较高丰度的与糖原合成有关的Defluviicoccus属,UT和TOR 土壤中共有的Roseiflexus属和TPR 土壤中独有的Bryobacter属均与碳代谢有关,TPR独有的Nitrospira属与氮素循环有关,这说明轮作可通过改变细菌属的组成和丰度来调节碳、氮循环,从而影响番茄的生长。5.轮作也改变了土壤中真菌的种群结构。在丰度前20且具有显著性差异的真菌属中,TTC处理的土壤有害真菌的丰度较高,如Penicillim(青霉属)、Aspergillus(曲霉属),青霉属是TTC中独有的菌;Aspergilus(曲霉属)数量在TTC中最多,而在TPR、TOR中最少。不同处理的土壤中也含有一些有益菌,如与增强作物抗性的Zopfella、Sporobolomyces(掷抱酵母属),与分解纤维素有关的Humicola(腐质霉属),能产生多种抗性化合物,抑制病原菌生长的Acremonium(枝顶孢属)、Cladorrhinum,Chaetomium(毛壳菌属),这些有益菌在轮作土壤中的丰度高于连作土壤。6.轮作能显著增加土壤可培细菌和放线菌的数量并显著降低可培真菌的数量。TPR、TOR处理的土壤中可培细菌数量分别比TTC条件下增加了 44.47%、85.46%,可培真菌数量则分别比TTC条件下减少17.66%、42%。说明轮作可改善番茄连作土壤的微生态环境,土壤由“真菌型”变为“细菌型”。通过轮作,土壤细菌和真菌群落结构组成和丰度都发生了明显的改变。轮作可通过增加有益菌属的丰度并降低有害菌属的丰度来增强作物对病原菌的抗性并减轻连作障碍的发生,提高相应的土壤酶活性,增加土壤养分的有效性,促进作物的生长。