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海南香蕉在生产上的连作障碍广泛存在,而改善连作障碍的有效措施之一就是轮作耕种。本研究以连作4年的香蕉园为对象,选择辣椒(Capsicum spp.)、甘蔗(Saccharumspp.)、冬瓜(Benincasa hispia)、南瓜(Cucurbita spp.)与香蕉(Musa spp.)轮作,通过主成分分析法研究不同作物轮作改善连作蕉园土壤的效果,并结合根系分泌物、残体和土壤微生物区系对轮作的作用机制进行了分析。主要结果如下:(1)田间试验结果显示,轮作处理可降低土壤可培养尖孢镰刀菌数量,改善土壤质量。其中香蕉-辣椒和香蕉-甘蔗的土壤可培养尖孢镰刀菌数量最少、香蕉-冬瓜次之,香蕉-南瓜最多。与对照组相比,轮作结束后土壤可培养尖孢镰刀菌数量分别减少了 49.38%、23.18%、1.61%和-47.59%;新植一代香蕉发病率分别减少了 41.49%、34.00%、22.08%和-47.82%。土壤主成分分析中土壤综合指数与发病率成极显著正相关,与产量成显著负相关。在轮作后和新植香蕉后均是香蕉-辣椒和香蕉-甘蔗的土壤综合指数最低,土壤质量最好,香蕉-冬瓜次之,香蕉-南瓜最差。(2)室内验证实验结果显示,辣椒、甘蔗根系分泌物和残体对尖孢镰刀菌的抑制作用最好,冬瓜和南瓜次之。辣椒、甘蔗、冬瓜、南瓜处理在接种96h后根系分泌物对FOC4的抑制率分别为13.56%、12.04%、8.77%和10.65;在残体添加量为2%时,与连作香蕉相比土壤可培养尖孢镰刀菌数量减少了 43.14%、38.65%、17.69%和5.41%。辣椒和冬瓜残体浸提液接种96h后,对FOC4的抑制率最高,南瓜和甘蔗次之,分别为 20.65%、17.8、13.43%和 12.04%。(3)高通量测序结果显示,与连作香蕉相比,轮作均提高了新植一代蕉土壤中的Acidobacteria(酸杆菌门)、Actinobacteria(放线菌门)、Microsporidia(微孢子菌门)、Gp4属、Gp6属、Gaiella(脱硫孢菌属)、Sphaerobacter(球杆形菌属)、Anaerotruncus 属、Calderihabitans 属、Desulfocarbo 属、Formivibrio 属和 Lasiodiplodia(毛色二孢菌属)的相对丰度,均降低了 Chloroflexi(绿湾菌门)、Cyanobacteria/Chloroplast(蓝藻菌门/叶绿体)、Parcubacteria门、Proteobacteria(变形菌门)、Gp2属、Kedonobacter(纤线杆菌属)、Phenylobacterium(苯基杆菌属)、Ramlibacter属、Sideroxydans属、Opitutus(丰佑菌属)、Entyloma(叶黑粉菌属)、Peniczillium(青霉菌属)、Pulchromyces 属和Talaromyces属的相对丰度。其中,前者与尖孢镰刀菌属的相对丰度呈显著负相关,后者呈显著正相关。在与尖孢镰刀菌呈显著负相关关系的高丰度菌门和属中,Acidobacteria(酸杆菌门)、Actinobacteria(放线菌门)、Gp4 属、Gp6属、Gaiella(脱硫孢菌属)、Sphaerobacter(球杆形菌属)、Anaerotruncus属、Desulfocarbo属和Lasiodiplodia(毛色二孢菌属)相对丰度最高的处理是香蕉-甘蔗;Formivibrio属相对丰度最高的处理是香蕉-冬瓜;Calderihabitans属相对丰度最高的处理是香蕉-南瓜轮作。在与尖孢镰刀菌呈显著正相关关系的高丰度菌门和菌属中,Cyanobacteria/Chloroplast(蓝藻菌门/叶绿体)、Ramlibacter菌属相对丰度最低的处理是香蕉-辣椒;Parcubacteria菌门、Proteobacteria(变形菌门)、Ktedonobacter(纤线杆菌属)、Phenylobacterium(苯基杆菌属)、Siderxydans属、Opitutus(丰佑菌属)和Penicillium(青霉菌属)丰度最低的处理是香蕉-甘蔗;Chlorflexi(绿湾菌门)、Gp2属和Pulchromyces属丰度最低的处理是是香蕉-冬瓜;Talaromyces属丰度最低的处理是香蕉-冬瓜和香蕉-南瓜,Entyloma(叶黑粉菌属)相对丰度最低的处理是香蕉-辣椒和香蕉-冬瓜。同时土壤中尖孢镰刀菌属相对丰度最低的处理为香蕉-甘蔗、其次为香蕉-南瓜,香蕉-辣椒和香蕉-冬瓜最高,分别比对照减少了 78.06%、51.60%、27.45%和 29.22%。(4)田间试验结果显示,轮作可以降低香蕉枯萎病发病率,提高产量。新植一代香蕉后,香蕉-辣椒和香蕉-甘蔗发病率最低,香蕉-冬瓜和香蕉-南瓜次之,发病率分别比对照降低了 68.72%、44.48%、33.38%和27.86%。香蕉-辣椒和香蕉-冬瓜的产量最高,香蕉-甘蔗次之,南瓜最低,与对照相比,产量分别提高了 32.00%、25.82%、24.77%和10.94%。二代香蕉的香蕉-甘蔗和香蕉-辣椒的发病率最低,产量最高,冬瓜和南瓜次之。综上所述,辣椒、甘蔗、冬瓜与香蕉轮作可降低土壤可培养尖孢镰刀菌的数量,改善土壤微生物区系,提高土壤质量,降低发病率,同时提高香蕉产量,为克服香蕉连作障碍的栽培防治技术研究提供了理论和技术支持。