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土壤肥力是影响作物产量的重要指标之一，增加土壤肥力能够提高农田生产的稳定性和可持续性。秸秆还田是提升土壤肥力的常用措施，但是自然条件下秸秆还田提升土壤肥力的速度和效率都比较低下，并且短期内秸秆还田有降低作物产量的可能，其原因主要与微生物活性低下导致养分循环转化受阻有关。通过添加外源激发剂刺激土壤中腐解微生物的大量繁殖，有促进秸秆快速分解和养分转化的潜力，而不同激发剂在相同土壤上的效应可能不同，其机理如何值得进一步研究。木本泥炭作为一种新兴的有机肥料，不仅腐殖质含量高，其含有的腐殖质微形态结构与土壤的相似，因此预测其可作为快速提升土壤肥力的优质有机物，但其实际效应如何尚不清楚。另外，秸秆还田后会带入大量植物病原菌如禾谷镰刀菌，从而加重小麦赤霉病的发生，降低作物产量，然而秸秆还田配施激发剂如何影响中禾谷镰刀菌数量以及小麦自身对禾谷镰刀菌的抑制效应并不完全清楚。
本文采用田间试验比较不同外源激发剂添加对秸秆还田养分释放及秸秆降解微生物激发作用的影响;比较秸秆与木本泥炭施用对土壤肥力及微生物群落结构和功能的影响，探究木本泥炭对有机质提升的实际效应;通过室内培育试验，比较不同拮抗菌和有机/无机物料对禾谷镰刀菌的抑制作用;同时通过大田试验，分析秸秆还田基础上不同小麦品种如何通过释放根系分泌物及改变土壤环境影响禾谷镰刀菌。本研究主要结果如下:
(1)施用两种激发剂通过对土壤微生物的不同激发效应而影响秸秆分解养分释放和作物产量。对于作物产量，施用激发剂2处理(NR-ST2)产量显著提高外，其他处理没有太大差异;对于土壤肥力而言施用激发剂1(NR-ST1)和施用激发剂2(NR-ST2)均显著提高。这主要是由于两种激发剂对土壤微生物活性以及土壤细菌群落丰富度和结构组成影响不同的结果。与不施用激发剂的NR(秸秆与化肥配施)相比，NR-ST1处理土壤平均呼吸速率和细菌丰富度分别降低23.68％和6.52％，而NR-ST2处理的土壤平均呼吸速率增加26.90％。说明激发剂1抑制了微生物活性使得秸秆分解过程中化感物质积累而影响作物生长，而激发剂2刺激了土壤微生物活性和秸秆分解过程中养分的转化。对土壤细菌群落结构组成而言，在门水平上，与NR处理相比，NR-ST1处理，变形菌门、拟杆菌门升高，绿弯菌门、芽单胞菌门降低;NR-ST2处理，变形菌门、酸杆菌门、浮霉菌门、拟杆菌门、厚壁菌门、硝化螺旋菌门升高，放线菌门、绿弯菌门、芽单胞菌门降低。另外，在OTU水平上，与NR相比，NR-ST1显著增加了链霉菌属、野野村菌属、土壤红杆菌目、Dokdonella属、浮霉状菌属等，NR-ST2显著增加了热单胞菌属、溶杆菌属、芽胞杆菌属、Acidobacteria-6纲、丝状菌科、0319-6A21科、水生角质菌属、Acidobacteria-5纲、硝化螺菌属等。无论是在门水平上，还是在OTU水平，NR-ST2显著增加的物种均表现出促进秸秆分解养分循环和有利于玉米生长作用的有益微生物，并表现出与土壤呼吸或玉米产量显著正相关，而NR-ST1显著增加的物种主要为能够抑制有益微生物生长、释放化感物质、促进病原菌生长进而影响玉米生长的有害微生物，并与土壤呼吸负相关。同时，丰富性OTU数量，NR-ST2比NR-ST1多21.92％;消弭性OTU数量，NR-ST2比NR-ST1少26.37％。总之，激发剂2更能激发土壤中有益微生物，从而促进秸秆分解和养分转化，供植物吸收利用。
(2)秸秆和木本泥炭配施可提升土壤有机质的同时维持微生物群落结构和功能稳定。与常规施肥(CK)相比，秸秆还田(R)对土壤养分及作物产量均无显著影响;木本泥炭(MT)处理的土壤有机质、全磷、硝态氮和碳氮比分别提高了79％、39％、44％和86％，但地上生物量降低10％(P＜0.05);秸秆和木本泥炭配合施用(RMT)处理中土壤有机质、硝态氮和碳氮比分别提高56％、47％和67％，土壤呼吸速率升高64％(P＜0.05)，同时产量有增加的趋势。在细菌群落结构和功能方面，R处理的细菌组成多样性升高，绿弯菌门、芽单胞菌门、节细菌属、指孢囊菌属和Rubellimicrobiu属的相对丰度显著升高，而化能异养、需氧化能异养、尿素代谢等微生物功能作用则显著降低;MT处理同样提高了土壤细菌组成多样性，显著提高土壤杆菌属、纤维菌属、德沃斯氏菌属、农研丝杆菌属、类诺卡氏菌属和Rubellimicrobium属的相对丰度，提高了纤维素代谢功能作用，但降低了需氧化能异养功能作用;RMT处理没有显著影响土壤细菌组成和功能多样性。
(3)室内培育试验发现，蜡状芽孢杆菌对禾谷镰刀菌生长没有影响，三种链霉菌对禾谷镰刀菌的抑菌作用由强到弱为吸水链霉菌＞吸水链霉菌井岗变种＞娄彻氏链霉菌，其中吸水链霉菌的抑菌带的宽度为2.67 mm。三种半溶性物料(石灰氮、激发剂1、激发剂2)中，石灰氮对禾谷镰刀菌的抑制作用最强，且随着浓度的升高而增强，当浓度为5g L-1时，抑制率为59.88％;而三种易溶性物质(氨基酸原粉、黄腐酸钾、海藻胶寡糖)中，氨基酸原粉对禾谷镰刀菌的抑制作用最好，且随着浓度的升高而增强，浓度为1g L-1时抑制率为25.84％。
(4)三种小麦品种可通过调节地下微生物群落抑制秸秆还田过程中禾谷镰刀菌的生长。苏麦3(SM)、扬麦13(YM)和安农8455(AN)分别对小麦赤霉病具有高抗性、中抗性和低抗性。与AN相比，SM和YM处理麦穗中禾谷镰刀菌DNA含量分别降低99.66％和83.09％(P＜0.05)，土壤中禾谷镰刀菌DNA含量分别降低93.00％和81.02％(P＜0.05)。病情指数由大到小为AN＞YM＞SM(P＜0.05)，说明SM能够有效控制地上和地下病原菌的数量。此外，不同小麦品种主要影响土壤真菌群落组成，而对细菌群落组成影响不显著。在真菌门水平上，子囊菌门相对丰度为SM＜YM＜AN，担子菌门和接合菌门相对丰度为AN＜YM＜SM。进一步分析发现，在AN处理中子囊菌门显著提高可能与土壤中镰孢菌属相对丰度的增加有关;而担子菌门在SM和YM显著增加可能与Guehomyces属相对丰度的增加有关。说明不同小麦品种对禾谷镰刀菌生长繁殖的影响主要通过真菌作用产生。通过Biolog ECO板进行碳源利用强度分析发现，SM土壤中羧酸类和酚酸类的碳源利用强度明显低于AN处理土壤，而氨基酸的利用强度相反。
本文采用田间试验比较不同外源激发剂添加对秸秆还田养分释放及秸秆降解微生物激发作用的影响;比较秸秆与木本泥炭施用对土壤肥力及微生物群落结构和功能的影响，探究木本泥炭对有机质提升的实际效应;通过室内培育试验，比较不同拮抗菌和有机/无机物料对禾谷镰刀菌的抑制作用;同时通过大田试验，分析秸秆还田基础上不同小麦品种如何通过释放根系分泌物及改变土壤环境影响禾谷镰刀菌。本研究主要结果如下:
(1)施用两种激发剂通过对土壤微生物的不同激发效应而影响秸秆分解养分释放和作物产量。对于作物产量，施用激发剂2处理(NR-ST2)产量显著提高外，其他处理没有太大差异;对于土壤肥力而言施用激发剂1(NR-ST1)和施用激发剂2(NR-ST2)均显著提高。这主要是由于两种激发剂对土壤微生物活性以及土壤细菌群落丰富度和结构组成影响不同的结果。与不施用激发剂的NR(秸秆与化肥配施)相比，NR-ST1处理土壤平均呼吸速率和细菌丰富度分别降低23.68％和6.52％，而NR-ST2处理的土壤平均呼吸速率增加26.90％。说明激发剂1抑制了微生物活性使得秸秆分解过程中化感物质积累而影响作物生长，而激发剂2刺激了土壤微生物活性和秸秆分解过程中养分的转化。对土壤细菌群落结构组成而言，在门水平上，与NR处理相比，NR-ST1处理，变形菌门、拟杆菌门升高，绿弯菌门、芽单胞菌门降低;NR-ST2处理，变形菌门、酸杆菌门、浮霉菌门、拟杆菌门、厚壁菌门、硝化螺旋菌门升高，放线菌门、绿弯菌门、芽单胞菌门降低。另外，在OTU水平上，与NR相比，NR-ST1显著增加了链霉菌属、野野村菌属、土壤红杆菌目、Dokdonella属、浮霉状菌属等，NR-ST2显著增加了热单胞菌属、溶杆菌属、芽胞杆菌属、Acidobacteria-6纲、丝状菌科、0319-6A21科、水生角质菌属、Acidobacteria-5纲、硝化螺菌属等。无论是在门水平上，还是在OTU水平，NR-ST2显著增加的物种均表现出促进秸秆分解养分循环和有利于玉米生长作用的有益微生物，并表现出与土壤呼吸或玉米产量显著正相关，而NR-ST1显著增加的物种主要为能够抑制有益微生物生长、释放化感物质、促进病原菌生长进而影响玉米生长的有害微生物，并与土壤呼吸负相关。同时，丰富性OTU数量，NR-ST2比NR-ST1多21.92％;消弭性OTU数量，NR-ST2比NR-ST1少26.37％。总之，激发剂2更能激发土壤中有益微生物，从而促进秸秆分解和养分转化，供植物吸收利用。
(2)秸秆和木本泥炭配施可提升土壤有机质的同时维持微生物群落结构和功能稳定。与常规施肥(CK)相比，秸秆还田(R)对土壤养分及作物产量均无显著影响;木本泥炭(MT)处理的土壤有机质、全磷、硝态氮和碳氮比分别提高了79％、39％、44％和86％，但地上生物量降低10％(P＜0.05);秸秆和木本泥炭配合施用(RMT)处理中土壤有机质、硝态氮和碳氮比分别提高56％、47％和67％，土壤呼吸速率升高64％(P＜0.05)，同时产量有增加的趋势。在细菌群落结构和功能方面，R处理的细菌组成多样性升高，绿弯菌门、芽单胞菌门、节细菌属、指孢囊菌属和Rubellimicrobiu属的相对丰度显著升高，而化能异养、需氧化能异养、尿素代谢等微生物功能作用则显著降低;MT处理同样提高了土壤细菌组成多样性，显著提高土壤杆菌属、纤维菌属、德沃斯氏菌属、农研丝杆菌属、类诺卡氏菌属和Rubellimicrobium属的相对丰度，提高了纤维素代谢功能作用，但降低了需氧化能异养功能作用;RMT处理没有显著影响土壤细菌组成和功能多样性。
(3)室内培育试验发现，蜡状芽孢杆菌对禾谷镰刀菌生长没有影响，三种链霉菌对禾谷镰刀菌的抑菌作用由强到弱为吸水链霉菌＞吸水链霉菌井岗变种＞娄彻氏链霉菌，其中吸水链霉菌的抑菌带的宽度为2.67 mm。三种半溶性物料(石灰氮、激发剂1、激发剂2)中，石灰氮对禾谷镰刀菌的抑制作用最强，且随着浓度的升高而增强，当浓度为5g L-1时，抑制率为59.88％;而三种易溶性物质(氨基酸原粉、黄腐酸钾、海藻胶寡糖)中，氨基酸原粉对禾谷镰刀菌的抑制作用最好，且随着浓度的升高而增强，浓度为1g L-1时抑制率为25.84％。
(4)三种小麦品种可通过调节地下微生物群落抑制秸秆还田过程中禾谷镰刀菌的生长。苏麦3(SM)、扬麦13(YM)和安农8455(AN)分别对小麦赤霉病具有高抗性、中抗性和低抗性。与AN相比，SM和YM处理麦穗中禾谷镰刀菌DNA含量分别降低99.66％和83.09％(P＜0.05)，土壤中禾谷镰刀菌DNA含量分别降低93.00％和81.02％(P＜0.05)。病情指数由大到小为AN＞YM＞SM(P＜0.05)，说明SM能够有效控制地上和地下病原菌的数量。此外，不同小麦品种主要影响土壤真菌群落组成，而对细菌群落组成影响不显著。在真菌门水平上，子囊菌门相对丰度为SM＜YM＜AN，担子菌门和接合菌门相对丰度为AN＜YM＜SM。进一步分析发现，在AN处理中子囊菌门显著提高可能与土壤中镰孢菌属相对丰度的增加有关;而担子菌门在SM和YM显著增加可能与Guehomyces属相对丰度的增加有关。说明不同小麦品种对禾谷镰刀菌生长繁殖的影响主要通过真菌作用产生。通过Biolog ECO板进行碳源利用强度分析发现，SM土壤中羧酸类和酚酸类的碳源利用强度明显低于AN处理土壤，而氨基酸的利用强度相反。