目前,中国很多苹果园仍以20世纪八九十年代发展的乔砧密植苹果为主,以省力化、集约化为主要特征的现代栽培制度亟待建立,但由于土地资源、栽培条件和区域发展等因素制约,很多果园要在原地栽培,连作障碍不可避免。本研究在课题组前期研究的基础上,探索建立环境友好型连作障碍防控体系。研究了3种植物材料的抑菌效果;全面分析了万寿菊的抑菌作用;研究了盆栽和大田栽培条件下万寿菊生物熏蒸对连作苹果生长和土壤环境的影响;测定了万寿菊的挥发性成分及两种主要成分纯剂的抑菌试验,为克服苹果连作障碍提供理论依据和技术支持。主要研究结果如下:1.葱、芥菜、万寿菊3种植物材料烘干粉末(40℃)挥发性成分的抑菌效果差异显著。相同浓度下,对尖孢、腐皮、层出、串珠4种镰孢菌菌丝生长,芥菜的抑制率在98.47%-100%,万寿菊的抑制率在99.24%-100%,菌丝生长受到严重抑制;葱的抑制率在0.69%-4.65%,菌丝生长与正常生长的无明显差异。2.万寿菊风干粉末挥发性成分对4种镰孢菌的菌丝生长和孢子萌发均有较强的抑制作用。1.67-33.30 g/L对菌丝生长的抑制率为20%-100%,对孢子萌发的抑制率在8.26%-90.08%,抑制效果均随万寿菊用量增加而升高。霜降前采集以花的抑菌效果最好,抑菌率100%,明显优于茎叶的;霜降后采集以茎叶的抑菌效果最好,抑菌率96.33%-100%,明显优于花的。万寿菊植株浸提液对4种镰孢菌菌丝生长均有一定的抑制作用,20-100 g/L的抑菌率在6.55%-81.89%,随浓度增加抑制作用增强。万寿菊挥发性成分改变了腐皮镰孢菌菌丝形态,使菌丝变细,分支增多,分支短小且细,菌丝整体生长杂乱,菌丝干瘪变形,呈枯死状,有的菌丝直接断裂,菌丝表面破损,菌丝内的物质外溢。3.连作土中添加万寿菊风干粉末、新鲜植株和新鲜植株浸提液处理,万寿菊风干粉末处理缓解苹果连作障碍的效果最好。与连作对照相比,该处理平邑甜茶幼苗株高、地径、地上部及根系鲜重、地上部和根系干重分别增加107.7%、87.3%、192.0%、194.1%、196.5%、117.6%;幼苗叶片净光合速率提高了32.6%;幼苗根系根长、根表面积、根体积及根尖数分别为对照的1.9倍、1.8倍、1.8倍、2.0倍,根系呼吸速率提高了64.6%;提高了幼苗根系的保护性酶活性,降低了根系的MDA含量。土壤酶活性提高,脲酶、磷酸酶、蔗糖酶、过氧化氢酶活性分别提高269.9%、157.5%、60.8%、66.7%,土壤细菌增加,真菌减少,细菌/真菌是对照的6.5倍。改变了土壤真菌的群落结构,多样性和优势度指数下降,均匀度和丰富度指数升高,真菌T-RFLP分析表明有很多限制性片段仅在该处理的土壤中存在。土壤尖孢镰孢菌基因拷贝数降低了51.6%。4.连作土中分别添加0、0.05%、0.2%和0.5%万寿菊风干粉末,其中0.2%添加量对苹果连作障碍的缓解效果最好,平邑甜茶幼苗株高、地径、地上部及根系干重分别是对照的3.6倍、1.5倍、8.1倍和13.1倍;净光合速率提高46.7%;OJIP曲线P点值增加,K点和J点值降低,缓解了PSⅡ反应中心电子受体侧的性能降低,减轻了非光化学淬灭过程,使光能主要通过光化学反应途径得以消耗。幼苗的根长、根表面积、根体积及根尖数分别比对照增加226.5%、333.0%、548.4%和142.7%,根系呼吸速率提高155.3%;幼苗根系保护性酶活性提高,MDA含量降低。土壤酚酸类物质含量降低,根皮苷、根皮素、肉桂酸、对羟基苯甲酸和苯甲酸含量分别降低了71.8%、87.6%、89.1%、83.0%和90.1%。提高了土壤有机质、硝态氮、铵态氮、速效磷、速效钾含量;土壤酶活性明显提高;土壤细菌增加,真菌减少,放线菌增加,细菌/真菌增加。改变了土壤真菌的群落结构,多样性、均匀度和丰富度指数下降,优势度指数升高。土壤层出镰孢菌基因拷贝数降低57.9%。万寿菊粉末加入量太多时土壤易板结,且实际生产采用粉末加工成本高,难以实现。5.采用万寿菊采后秸秆粉碎颗粒处理连作土壤,设定0、12.0 g/kg、30.0 g/kg和60.0g/kg添加量,30.0 g/kg添加量对苹果连作障碍的缓解效果最好,植株生长指标、土壤环境指标与万寿菊风干粉末0.2%处理的趋势一致。土壤细菌的Ace指数、Chao指数、Shannon指数均升高,Simpon指数降低;真菌的则相反。不同添加量的万寿菊处理均使拟杆菌门细菌明显增加,0.0 g/kg处理的以乳球菌属和芽孢杆菌属为主,12.0 g/kg处理的与其相似,30.0 g/kg处理的以Pseudarthrobacter和玫瑰弯菌属为主,60.0 g/kg处理的以Pseudarthrobacter为主。各处理间的真菌群落组成相似,但所占比例有差别。12.0 g/kg、30.0 g/kg处理使子囊菌门真菌相对丰度有所增加,60.0 g/kg处理使担子菌门真菌相对丰度增加。各处理均以腐质霉属、被孢霉属所占比例最高。万寿菊处理后镰孢菌属均明显减少,分别比0.0 g/kg减少91.4%、94.4%、97.1%。6.大田条件下,大沙岭和凤毛寨以万寿菊秸秆粉碎颗粒0.5%添加量处理的效果最好,湾头村以1%处理的效果最好,树体的株高、地径和枝条年生长量等指标明显优于连作对照。万寿菊各处理的土壤酶活性均升高,但3个试验点趋势不一致。万寿菊混栽处理后,3个试验点细菌数量增多,真菌数量减少,以0.5%和1%万寿菊秸秆粉碎颗粒处理的降低幅度大。凤毛寨和湾头村的真菌主要是子囊菌门、担子菌门、接合菌门。凤毛寨试验点,各处理使担子菌门真菌降低,混栽的降低幅度最大;假散囊菌属下降,青霉菌属大幅增加,0.5%万寿菊秸秆粉碎颗粒增加幅度最大。湾头村试验点,各处理均使子囊菌门真菌增加,混栽增加幅度最大;接合菌门真菌增加,1%万寿菊秸秆粉碎颗粒处理增加幅度最大。各处理被孢霉属均增加,青霉菌属大幅增加,1%万寿菊秸秆粉碎颗粒增加幅度最大。7.万寿菊干样品的挥发性成分主要以倍半萜、单萜、醇、酮、酯和其他烃类等化合物为主,其中石竹烯、法尼烯、柠檬烯、罗勒烯含量较高。石竹烯、法尼烯纯剂低浓度对4种菌的抑菌效果较差,石竹烯180 mL/L为0.8%-3.6%,法尼烯180 mL/L为2.0%-2.9%。高浓度对4种菌的抑菌效果有所提升,石竹烯360 mL/L为22.7%-25.6%,法尼烯360 mL/L为18.6%-21.3%。万寿菊挥发性成分能够抑制镰孢菌菌丝生长和孢子萌发是多种抑菌成分协同、多靶点作用的结果。