设施栽培目前已成为人们获得高产、优质果蔬的重要途径,但是设施栽培土壤中普遍存在过量施肥问题,其中氮肥的过量施用现象尤为严重。随着种植年限长、土壤氮磷钾速效养分的不断积累,引起设施土壤养分严重不平衡、氮素等积累现象非常明显,这导致了设施土壤酸化、盐渍化现象越来越严重,番茄枯萎病等蔬菜的土传病害发生率一直居高不下。现有的研究主要集中于从植物保护的角度对土传病害的防治,而从土壤养分角度出发研究关于设施土壤养分积累条件下番茄枯萎病等土传病害的发生机制方面的研究则相对较少。本研究以番茄枯萎病菌为研究对象,设置土壤不同速效氮含量,分别从宏观(土壤微生物生态)角度和微观(微生物生理生化)角度两方面来探索设施土壤氮素积累条件下番茄枯萎病发生的机制。通过土壤培养试验和液体发酵纯培养试验,综合分析了氮素含量和氮素形态对微生物数量、微生物群落动态及微生物区系变化的影响,同时探究了不同速效氮含量土壤接种枯萎菌条件下番茄的发病率及病情指数的变化情况。本研究从微生物平衡角度对设施土壤长期氮积累条件下土传病害发生及发病率升高的机制提出合理假设：随着土壤微生物区系平衡(主要是土壤微生物比例变化)被打破,当超过“阈值”时将导致土传病害的发生,微生物比例越偏离“阈值”,发病率则相应越高。同时调查发现在实际生产中长期种植作物的土壤和长期大量施氮肥的土壤更容易感染土传病害,而土壤中硝态氮的大量累积有利于病原菌生长,不利于病原菌的拮抗微生物生长。定量化研究了氮素积累对土壤微生物及番茄枯萎菌数量的影响,发现土壤中各种微生物对氮素形态及含量有不同的响应,进而发现氮素积累量过高时细菌、放线菌的比例严重下降,真菌、枯萎菌的比例有所上升,土壤微生物原有的区系平衡被打破,土壤微生物多样性减少,最终导致番茄枯萎病发病率升高,得出了土壤氮素大量积累是影响番茄枯萎病发病率升高的重要原因之一。由此可见本试验的研究结论与生产实践相符。本研究成果将为设施栽培土壤中合理施肥以控制土传病害提供理论支持。主要研究结果如下：1.在土壤培养试验中,不同氮素积累试验(速效氮含量为95.96、203.56、257.62、279.36、319.59、348.94 mg·kg-1)条件下,随着培养时间的延长,土壤中可培养细菌、真菌、放线菌数量均表现出前期增加,培养末期缓慢降低的趋势；而土壤中枯萎菌数量则表现为前期增加,培养后期缓慢增加的趋势。速效氮含量为279.36 mg·kg-1～319.59mg·kg-1的土壤可培养细菌数量达到最多,而土壤可培养真菌数量、可培养放线菌数量、土壤枯萎菌数量分别是在土壤速效氮含量为279.36mg·kg-1、257.62mg·kg-1、 319.59mg·kg-1的条件下达到最多。因此,土壤中氮素积累能显著影响土壤可培养微生物(三大类菌群数量和枯萎菌数量)的数量。2.氮素积累不仅能显著影响土壤微生物的数量,同时引起了微生物比例的改变。不同氮素积累条件下,土壤中细菌与真菌的比值(B/F)、放线菌与真菌的比值(A/F),随着土壤中氮素积累量的增加均呈先升高后降低的趋势；土壤速效氮含量为203.56mg·kg-1时土壤中B/F、A/F均达到最高,说明此时土壤微生物中细菌、放线菌所占比例最高。随着土壤中氮素积累量的增多,土壤中细菌、放线菌不仅数量减少并且所占比例降低。通过不依赖培养的16S rDNA(V4区)高通量测序分析发现,土壤中氮素积累的增加会减少细菌和古菌的生物多样性及细菌的物种丰度。3.土壤氮素积累能显著引起土壤pH降低,同时引起土壤No3--N、NH4+-N、碱解氮、有效氮含量的增加,土壤pH与土壤中可培养细菌、真菌数量及枯萎菌数量呈负相关关系,与可培养放线菌数量呈正相关关系；土壤NO3--N、NH4+-N、碱解氮、有效氮含量与土壤中可培养细菌、真菌数量及枯萎菌数量呈正相关关系,而与可培养放线菌数量呈负相关关系。由此可见土壤氮素积累引起的土壤指标的变化能显著影响土壤微生物区系变化和枯萎菌的数量变化。4.在土壤培养试验中,不同氮素积累条件下向土壤中接种枯萎菌后,随着培养时间的延长土壤中可培养细菌、真菌、放线菌数量变化及枯萎菌数量变化与未接菌土壤变化的趋势相一致。在接菌土壤中,氮素含量为279.36mg·kg-1的土壤可培养细菌数量达到最多,土壤速效氮含量为319.59mg·kg-1的土壤可培养真菌数量达到最多,土壤速效氮含量为257.62mg·kg-1的土壤可培养放线菌数量达到最多,土壤速效氮含量为319.59mg·kg-1的土壤枯萎菌数量达到最多。人为向土壤中接入枯萎菌后,能显著改变土壤三大微生物种群的数量,显著提高了真菌数量,抑制细菌和放线菌数量的增加,从而引起微生物区系平衡的剧烈变化,进而引起番茄枯萎病的发生。5.在土壤培养试验中,不同氮素积累条件下向土壤中接种枯萎菌后,土壤不同速效氮含量下番茄均不同程度发病,当土壤中速效氮含量为203.56mg·kg-1时番茄发病率及病情指数均达到最低,发病率和病情指数分别为41.82%、16.22%。此时土壤中细菌、放线菌所占比例最高,真菌所占比例最低。随着土壤中细菌、放线菌所占比例的降低,真菌所占比例的升高,番茄枯萎病发病率和病情指数均出现升高趋势。由此可见,氮素积累量加重土壤微生物平衡被打破,细菌、放线菌所占比例降低,真菌所占比例升高是致使番茄发病率升高的重要因素。6.在纯培养试验中,NO3--N最为唯一氮源时,枯萎菌的繁殖能力、产酸能力、分泌毒素及植物细胞壁降解酶活的能力均达到最好；NH4+-N作为唯一氮源时,以解淀粉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、草酸青霉菌为代表的番茄枯萎菌的拮抗菌的生长能力、产酸能力、分泌水解性酶的能力达到最高。然而当氮素浓度过高时微生物的生长及代谢均会受到抑制。枯萎菌自身可以产生酸性物质,并且它们更易于在酸性环境中生长繁殖。土壤中硝态氮的大量累积会引起土壤pH值降低,这更有利于枯萎菌的繁殖。