中国科学院红壤生态实验站花生连作实验基地自1996年以来开展了包括施用化肥(F)、化肥+微量元素(TF)、有机肥(猪粪)(M)、有机肥(猪粪)+有效菌剂(BM)和有机肥(猪粪)+有效菌剂+微量元素(BMT)等5种施肥处理的长期定位实验。本文利用该试验平台，对长期不同施肥措施下旱地红壤质量的演变、连作花生产量与品质变化进行了研究。另外，还就花生连作障碍的机理及其生物防治技术进行了探讨。具体研究内容包括：　　 在花生长期连作条件下，不同施肥处理均显著降低了旱地红壤土壤容重。其中2009年化肥处理(F和TF)土壤容重均为1.24 g cm-3，显著低于有机肥(猪粪)处理(BM、BMT和M)的土壤容重1.30 g cm-3、1.33 g cm-3和1.38 g cm-3。另外，连作花生长期施肥土壤有机质含量由1996年8.91 g kg-1上升到2008年21.55 g kg-1，土壤pH由1996年3.9上升至2008年5.76，不同施肥处理土壤有机质积累、土壤酸性得到改良。同时长期不同施肥对土壤全氮、水解氮、全磷、有效磷、速效钾、土壤交换性酸、以及阳离子交换量(CEC)含量有显著影响，长期施肥对连作花生土壤全钾含量影响不显著。　　 除了研究长期定位施肥对土壤理化性质的影响外，本文还通过田间观察发现，花生在连作条件下，长期不同施肥处理都有不同程度的发病。其中，施用化肥的处理(F)花生发病率最高，到结荚期时已达68％，而有机肥(猪粪)+有效菌剂的处理(BM)发病率最低，只有8％左右，表明有机肥(猪粪)及配施有效菌剂能够有效抑制土传病害的发生。田间调查还表明，连作花生株高、植株干重和荚果产量总体上呈下降趋势，连作时间越长，下降越严重。有机肥(猪粪)的处理(M、BM和BMT)无论花生生物学性状还是产量均显著高于化肥的处理(F和TF)，花生产量与土传病害发病率相关性分析表明，两者之间呈极显著负相关(P<0.01)。　　 为探讨针对长期定位施肥条件下连作花生发病的原因，本文对不同施肥处理下土壤微生物数量及种类的影响进行了研究。结果表明连作花生长期不同施肥显著增加了土壤细菌、放线菌和真菌数量，分别由1996年7.3 log cfu g-1、5.4 log cfu g-1、5.25 log cfu g-1增长到2008年8.1 log cfu g-1、6.5 log cfug-1、5.8 log cfu g-1。有机肥(猪粪)处理(BM、BMT和M)的细菌、放线菌和硝化细菌的数量显著高于化肥的处理(F和TF)，而真菌的数量以及反硝化细菌数量低于化肥的处理(F和TF)。通过PCR-DGGE技术研究土壤细菌微生物群落结构表明，不同施肥处理连作花生土壤微生物区系结构趋于单一，主要以鞘胺醇单胞菌属(Sphingomonas sp.)为主，花生青枯雷尔氏菌(Ralstonia solanacearum)数量增加。以上结果表明花生长期连作导致土壤微生物区系失衡以及土传病害病原菌增加可能是导致花生发生连作障碍的主要因素。　　 为此，本文对花生土传病害的病原菌进行了分离鉴定，结果表明青枯病是连作花生主要病害，其病原菌是青枯雷尔氏菌(R.solanacearum)。为了研究青枯病的发生与花生根系分泌物之间的关系，本研究设计并应用根系分泌物循环收集装置，结合XAD-4型树脂柱收集花生根系分泌物，并利用GC-MS鉴定其结构，结果表明花生根分泌物中含有丙三醇、苯甲酸、3，5-二甲基苯甲醛、苯乙酮、硬脂酸、棕榈酸和乳酸等7种物质。通过研究根系分泌物对花生青枯雷尔氏菌的化感作用发现，苯乙酮对花生青枯雷尔氏菌生长影响较大，其中当苯乙酮浓度低于0.1 g·L-1时，对花生青枯雷尔氏菌生长有明显的化感促进作用。　　 为了能够有效控制连作花生青枯病害的发生，本研究从花生青枯发病区健康植株茎杆内分离到一株对花生青枯雷尔氏菌(R.solanacearum)拮抗作用较强的内生细菌，其抑菌圈直径达34.0 mm。通过形态观察、16S rDNA同源性序列分析，初步鉴定该菌为解淀粉芽孢杆菌(Bacillusamyloliquefaciens)并命名为BZ6-1菌株。田间生防试验结果表明BZ6-1菌株对花生青枯病防病率可达70％。同时，采用HPLC-ESI/MS/CID对BZ6-1菌株粗提液中抗菌物质进行分析和鉴定，发现BZ6-1菌株产生能够抑制花生青枯雷尔氏菌(R.solanacearum)生长的脂肽类抗生素，即脂肪酸碳链为C14和C17两种环状芬荠素(fengycin)A同系物，脂肪酸碳链为C15、C16和C18的三种线性芬荠素(fengycin)同系物；以及两种[Leu7]型表面活性素(surfactin)同系物。　　 以上研究表明有机肥(猪粪)及配施有效菌剂能够改善土壤理化性质，刺激微生物活性，提高微生物群落多样性，有效抑制土传病害病原菌的生长，从而有效延缓了花生连作障碍的发生。　　 本研究还进一步探讨了连作花生长期定位施肥对土壤和花生仁重金属积累以及花生品质的影响。结果表明长期施肥后有机肥(猪粪)处理(BM、BMT、和M)花生仁中粗蛋白含量分别为30.78％、30.3％和30.66％，显著高于化肥的处理(F和TF)粗蛋白含量29.6％和29.07％，同时氨基酸含量特别是人体必需氨基酸含量也显著高于化肥处理(F和TF)，化肥处理(F和TF)有利用花生仁中脂肪酸含量的积累。长期施肥后有机肥(猪粪)处理均提高土壤全量和有效态Cu、Zn和Cd含量，而化肥处理提高土壤全量和有效态Pb含量。有机肥(猪粪)处理(BM、BMT和M)的土壤Cu、Zn和Cd含量显著高于施用化肥的处理，其中土壤全量Cd含量为1.70-1.73 mg kg-1，超过国家土壤环境质量二级标准(0.3 mg kg-1)，已达到重度污染水平。施用微量元素导致土壤全量和有效态Zn含量显著升高，有效菌剂提高了土壤有效态Cu和zn的含量。研究还表明，施用有机肥(猪粪)的处理(BM、BMT和M)，花生仁中Zn和Cd的含量有积累，其中Cd含量分别为2.79mg kg-1、2.92mg kg-1和3.11 mg kg-1，高于食品卫生标准5倍之多，已不适宜直接食用。相关分析表明花生仁中重金属Cd和土壤中重金属Cd呈极显著正相关(p<0.01)。总之，施用猪粪尽管有利于延缓花生连作障碍，提高花生品质和产量，但长期施用会导致土壤和作物中重金属的超标，带来人体健康风险，需引起足够的重视。