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土壤是微生物的主要生活场所,土壤理化性质如通气性、水分状况和有机质含量等直接影响着土壤微生物的种类及数量。土地管理措施尤其是轮作系统会通过影响土壤理化性质而间接地对土壤微生物多样性及生物活性产生影响。连作使土壤中磷酸酶和脲酶活性降低,减少土壤中有效养分,影响作物生长,引起连作障碍。轮作有利于改善土壤物理性质,促进土壤生物化学过程,提高土壤酶活性,改变土壤微生物区系,引起菌群组成结构发生变化。但二十余年的长期连作对土壤微生物影响如何鲜为报道。为探讨黑土区连作和轮作等不同轮作系统中土壤微生物多样性的变化,以中国科学院海伦农业生态试验站长期定位试验区的轮作系统为研究对象,采用变性梯度凝胶电泳技术(DGGE)、磷脂脂肪酸方法(PLFA)、Biolog (?)碳素利用法和实时荧光定量PCR (Real-time PCR)等方法研究了21年大豆长期连作、麦-米-豆轮作、米-豆迎茬和裸地等的大豆田土壤微生物多样性特征,旨在评价轮作系统对于土壤微生态的影响和效应。不同轮作方式下土壤微生物群落的变性梯度凝胶电泳结果表明,轮作提高了土壤微生物丰富度和多样性,并且在大豆盛花期土壤微生物多样性最高,为3.565,大豆鼓粒期时多样性指数下降为3.437,到达大豆成熟期时多样性再次升高,达到了3.570。土壤微生物种群结构多样性研究结果表明,土壤中细菌和真菌的特征膦脂脂肪酸含量随着大豆生育期的推进也有一定的变化规律,在大豆鼓粒期时脂肪酸含量最低,细菌PLFAs最低为3787.3ug/g干土,真菌PLFAs最低为134.5ug/g干土；轮作处理下细菌/真菌比值一直处于最高,最高可达33.1,说明与其他轮作系统相比,轮作方式下细菌占优势,这说明轮作改善了土壤质量状况。土壤微生物功能多样性研究结果表明,不同的轮作方式下土壤微生物对碳源的利用能力不同,轮作提高了多样性指数和优势度指数。土壤微生物群落的实时荧光定量PCR检测结果表明,轮作和连作细菌含量和真菌含量相近,差异不显著(P>0.05)。轮作能改善土壤微生态环境,增加微生物群落多样性,提高作物产量和品质。因此通过本研究从微观的角度来解释轮作系统中土壤微生物种类和数量上的变化,以及所带来的间接影响,为土壤合理利用和农业的可持续发展发挥一定的作用。