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设施蔬菜连续种植导致土壤质量下降,生物炭作为一种土壤改良剂,受到越来越多的关注。生物炭特殊的性质(如:高pH、大表面积和阳离子交换能力等)使其施入土壤后可以改善土壤质量,提高作物生产力。目前,关于生物炭益处的报道很多,但是主要集中在单一种植系统中,关于生物炭在伴生系统中应用的报道较少。因此,我们将不同剂量生物炭(0%、0.3%、0.6%和1.2%,w/w)施入番茄单作、分蘖洋葱伴生番茄的连作土壤中,进行为期两年的盆栽试验,分析了土壤理化性质、土壤酶活性、番茄生长发育及养分含量,采用qPCR技术分析了各处理土壤细菌、真菌、假单孢菌和芽孢杆菌的丰度;采用Illumina Miseq测序技术研究了各处理土壤细菌和真菌群落结构的差异。以期评价生物炭对连作土壤改良作用以及生物炭与伴生栽培的互作效应,为生物炭在缓解连作障碍以及不同栽培模式中的应用提供理论依据和技术支撑。主要研究结果如下:1、未添加生物炭和1.2%生物炭的伴生较单作显著提高了番茄株高、干重、番茄果实可溶性糖含量和糖酸比,降低了有机酸含量。0.6%和1.2%生物炭伴生较单作显著提高了 2018年的番茄产量。与未添加生物炭相比,1.2%生物炭使单作和伴生的株高、干重、产量、番茄果实Vc含量、可溶性糖含量和糖酸比分别提高了 8.67%、53.06%、59.74%、25.27%、21.48%、50.65%和 4.39%、20.48%、67.78%、19.65%、15.66%、37.25%,有机酸含量降低了 20.35%和 17.07%。2、未添加生物炭的伴生较单作显著提高了番茄植株N、P、K、Ca和Si的含量;1.2%生物炭伴生较单作的N、P、K、Ca和Si的含量分别提高了 8.91%、8.43%、5.83%、8.51%和9.57%。与未添加生物炭相比,1.2%生物炭使单作和伴生番茄植株的N、P、K、Ca和Si的含量分别提高了 71.11%、66.00%、62.20%、84.31%、57.14%和 23.32%、24.14%、26.52%、21.16%、29.01%。3、添加生物炭的伴生较单作增加了 pH和降低了硝态氮含量,1.2%生物炭伴生较单作降低了容重。与未添加生物炭相比,1.2%生物炭使单作和伴生栽培的土壤pH分别提高了 2.05%和2.01%,土壤容重分别降低了 3.96%和6.00%。4、添加生物炭的伴生较单作显著提高了蔗糖酶活性,1.2%生物炭伴生较单作增加了脱氢酶活性。与未添加生物炭相比,1.2%生物炭增加了单作和伴生过氧化氢酶活性、伴生脱氢酶活性和单作蔗糖酶活性。5、Q-PCR结果表明:未添加生物炭的伴生较单作增加了真菌的菌群丰度,1.2%生物炭的伴生较单作增加了细菌、真菌和芽孢杆菌的菌群丰度。与未添加生物炭相比,1.2%生物炭提高了单作和伴生土壤细菌、真菌、假单胞菌和芽孢杆菌的菌群丰度。6、Miseq测序结果表明:生物炭对细菌多样性没有显著影响,1.2%生物炭显著降低了真菌的多样性。在属水平,0.6%和1.2%生物炭伴生较单作增加了细菌潜在有益菌Solirubrobacter的相对丰度,降低了细菌潜在致病菌Krbbella的相对丰度。未添加生物炭和添加1.2%生物炭的伴生较单作提高了真菌潜在有益菌Pseudeurotium的相对丰度,未添加生物炭的伴生较单作降低了真菌潜在致病菌Ilyonectria的相对丰度。7、NMDS和RDA结果表明,添加生物炭改变了细菌和真菌的群落结构,且土壤细菌群落组成的变化与pH、NO3--N和EC值等土壤特性的变化密切相关,真菌群落组成与土壤NO3--N和含水量等密切相关。综上,未添加生物炭和添加1.2%生物炭的伴生较单作在改善土壤理化性质(pH、硝态氮和容重)、提高土壤酶活性以及促进番茄生长和产量方面优势更显著。