連作障礙不僅嚴(yán)重影響作物產(chǎn)量,而且會導(dǎo)致土壤生物多樣性下降、有益微生物減少及病原菌增加等一系列微生態(tài)失衡問題。土壤微生態(tài)失衡反作用于植物,導(dǎo)致植物發(fā)生更嚴(yán)重的病害、減產(chǎn)等。

連作導(dǎo)致地上部分植物長期單一化, 使得土壤中化感物質(zhì)不均衡累積, 造成化感物質(zhì)多樣性下降; 同時(shí)由于單一植物對土壤動物的選擇, 使得土壤動物類群定向改變, 造成動物區(qū)系平衡被打破, 多樣性下降, 功能紊亂; 植物的單一化同樣會導(dǎo)致土壤微生物群落中組成類群定向改變, 微生物區(qū)系平衡被打破。增加的化感物質(zhì)以及功能紊亂的動物區(qū)系, 進(jìn)一步加劇微生物區(qū)系的失衡, 造成微生物多樣性及生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性下降,系統(tǒng)原本具有的牽制病原菌數(shù)量增加的能力喪失或降低, 植物病原菌數(shù)量增加, 導(dǎo)致作物病害發(fā)生。

蚯蚓作為生態(tài)系統(tǒng)的工程師, 能夠影響微生物的總量、活性和多樣性, 改變微生物的比例。同時(shí), 蚯蚓作為生態(tài)系統(tǒng)的分解者, 能夠加速化感物質(zhì)的降解, 而且由于對土壤中不同化感物質(zhì)降解效果不同, 改變土壤中化感物質(zhì)的比例。蚯蚓作為土壤生態(tài)系統(tǒng)的高級消費(fèi)者, 能夠取食某些中、小型土壤動物, 通過下行效應(yīng)調(diào)控土壤動物區(qū)系, 提高動物的多樣性?；形镔|(zhì)多樣性和動物多樣性的恢復(fù), 進(jìn)一步影響了土壤微生物。綜上所述, 蚯蚓對微生物的調(diào)控作用主要有3條途徑: 一是直接調(diào)控微生物群落; 二是通過改變化感物質(zhì)比例調(diào)控微生物群落; 三是通過調(diào)控土壤動物區(qū)系調(diào)控微生物群落。3條途徑的綜合作用共同糾正了土壤根際微生態(tài), 從而能夠緩解作物連作障礙。

蚯蚓調(diào)控連作障礙的土壤微生態(tài)機(jī)制