马铃薯连作土壤微生物种群演替及根系分泌物累积规律的研究

连作障碍的形成因素十分复杂，涉及到根际微生态环境的变化，也可能涉及到植物本身的自毒作用，且各项因素互相作用导致连作减产。在前期工作的基础上，本研究采用田间调查取样、大田定位试验和室内测试分析相结合的方法，以马铃薯陇薯3号、新大坪为指示品种，重点研究马铃薯连作根际土壤微生物种群的演替规律、优势种群的消长状况、土壤酶活性和根系分泌物的累积规律，通过对连作和轮作地块土壤微环境的生物学特性、自毒物质的化感作用与马铃薯生长状况和病情指数之间关系的分析研究，揭示根际土壤微生物种群、土壤酶活性、根系分泌物与植株生长和病情指数对马铃薯连作的响应程度，采用比对的方法，阐明马铃薯连作障碍发生的可能机制，揭示引起马铃薯连作对土壤微生境的影响规律及其致病机理。

基于西北黄土高原旱作区马铃薯连作障碍问题日益突出的现状，本项目采用田间调查取样、模拟试验、大田试验和室内分析测定相结合的方法，比对不同连作、轮作年限以及套作马铃薯根际土壤微生物种群演替、优势种的变化以及根系分泌物累积规律。结果表明：(1)轮作(R)与连作1年(1a)、3年(3a)和5年(5a)年间的土壤细菌、真菌和放线菌差异均达极显著水平。与R相比，连作1a、3a和5a的土壤纤维素分解菌、固氮菌和氨化细菌数量下降。马铃薯连作3a和5a处理茄病镰刀菌（F.solani）和尖胞镰刀菌(F.oxysorum)数量显著高于硫色镰刀菌(F.sulphureum)。连作后土壤蔗糖酶和脲酶活性呈降低趋势，R与5 a处理差异显著,土壤微生物量碳/氮比显著高于轮作。马铃薯连作后变形菌门α-变形菌纲细菌为优势种群，土壤中有害真菌种群富集，如链格孢属，隐球菌属，镰孢属，赤霉菌属，并出现了一种特有有害真菌，核菌纲白粉菌目叉丝单囊壳属。(2)长期定位试验结果表明，细菌数量表现为：T3(小麦-马铃薯/小麦-马铃薯-小麦-马铃薯)＞T2（豌豆-马铃薯/豌豆-马铃薯-豌豆-马铃薯）＞T1（马铃薯连作），T4（小麦-豌豆-马铃薯）＞T5（小麦-马铃薯-马铃薯）＞T1。T1处理真菌数量显著高于T4（小麦-豌豆-马铃薯）、T2（小麦-马铃薯-小麦-马铃薯）和T3（豌豆-马铃薯-豌豆-马铃薯）处理。放线菌数量表现为：T1（马铃薯连作5a）＞T3（豌豆-马铃薯-豌豆-马铃薯）＞T2（小麦-马铃薯-小麦-马铃薯）。（3）固定套作(CI)和连作6年（CC6）处理根系分泌物种类比R处理均增加了17.14%，烷烃类物质的相对含量比R处理分别增加了52.6%和58.2%，酸类物质的相对含量比R处理分别增加了14.8%和72.5%。CI和CC6处理N,N-二乙基乙酰胺含量比R处理分别高出123.29%和47.95%，棕榈酸含量比R处理分别高出23.18%和40.0%，硬脂酸含量比R处理分别高出27.36%和39.80%。（4）马铃薯套作和轮作土壤微生物总数均显著高于单作；套作土壤的细菌数量显著高于单作,真菌数量显著低于单作。与单作相比，套作土壤蔗糖酶活性显著提高，脲酶活性显著降低。马铃薯轮套作显著降低了作物土传病害的病情指数，显著提高了马铃薯品质。本项目为解决马铃薯生产实践中遇到连作障碍的问题奠定了理论基础。