硒砂瓜是宁夏地区重要的经济作物,由于气候环境等因素通常采用保温、保水的压砂种植模式,种出来的西瓜含有硒等微量元素,故称硒砂瓜。硒砂瓜长期的连作导致土壤中微生物群落结构发生改变,使得土壤肥力下降、西瓜枯萎病病害严重。生物防治是防治西瓜枯萎病最有前景的防治方式。目前,对于宁夏硒砂瓜连作土壤微生物多样性的影响以及生物防治等研究鲜有报道。本研究对宁夏中卫市硒砂瓜连作土壤微生物群落结构进行分析,从连作土壤中筛选出对西瓜枯萎病病原菌尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum fsp.niveum)有拮抗作用的菌株,对拮抗菌以生物基磺酸盐为主要营养源进行培养条件的优化,发酵得到液体的拮抗菌剂,施用于连作的硒砂瓜土壤中,研究施用后土壤微生物群落结构的变化规律,以验证菌剂的防治效果。主要结论如下:(1)硒砂瓜连作改变了土壤养分含量以及土壤微生物群落结构。不同连作年限土壤养分含量变化有一定的差异性,连作后全氮磷钾含量变化不明显,速效钾、速效磷、碱解氮含量有所降低,土壤pH值均高于未连作土壤。不同连作年限的土壤中土壤真菌和细菌多样性和物种丰富度不同,土壤中真菌群落多样性和丰富度随连作年限的增加先上升后下降,15a时真菌多样性和物种丰富度最高,细菌多样性随连作时间的增加呈下降趋势。土壤微生物群落结构中,优势门属组成相似,镰刀菌属(Fusarium)和芽孢杆菌属(Bacillus)均为连作土壤中的优势属。全磷、碱解氮、速效磷含量是影响土壤真菌群落最主要的因子;有机质、速效钾是硒砂瓜连作土壤细菌群落组成的主要影响因子。硒砂瓜连作障碍不是由于土壤养分含量的变化引起的,而是土壤中微生物群落结构变化导致的。(2)以西瓜专化型尖孢镰刀菌为病原指示菌,筛选得到14株具有良好拮抗作用的细菌菌株,对拮抗菌彼此间进行拮抗试验,进一步筛选出2株互不拮抗,并对病原指示菌具有良好拮抗作用的菌株XS-4和XS-20-15,经鉴定,XS-4为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis),XS-20-15为贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)。(3)以生物基磺酸盐为主要营养源制备培养基对拮抗菌进行培养,通过对培养基进行优化,摇瓶培养 14 h,XS-4 和 XS-20-15 菌体浓度分别达到 1.57× 108CFU/mL 和 1.61 × 108CFU/mL。(4)以优化的生物基磺酸盐培养基对XS-4和XS-20-15进行发酵培养,制备拮抗菌剂,施于硒砂瓜连作土壤中。结果表明,施用菌剂后,土壤酶活力有所增加;菌剂对连作土壤中真菌群落结构影响较为显著,其中镰刀菌属丰度随着菌剂浓度的增加总体呈下降趋势,但随着施用时间的延长,供试土样中镰刀菌属丰度又有所上升,表明菌剂对镰刀菌的拮抗作用会随着施用时间的延长而逐渐下降;与土壤中真菌群落的变化相比,菌剂施用后土壤细菌群落变化不显著。(5)对不同处理土样微生物群落结构与环境因子间的冗余分析表明,在属水平上,土壤多酚氧化酶、土壤过氧化氢酶、土壤碱性磷酸酶是显著影响真菌群落的主要环境因子;镰刀菌属与土壤多酚氧化酶呈显著负相关;土壤多酚氧化酶、土壤过氧化氢酶、土壤蔗糖酶是显著影响细菌群落的主要环境因子;芽孢杆菌属与土壤多酚氧化酶呈极显著正相关、与土壤蔗糖酶呈显著正相关。说明菌剂施用后除了可对病原菌发挥直接拮抗作用外,其对土壤环境因子的调理作用也可减少土壤中病原真菌属丰度,同时增加有益微生物数量。