太子參連作障礙的研究概況

林燕華 韓 靜 徐 蔚 胡 娟, 2*

1.福建省中醫藥研究院，福建 福州 350003；2.福建中醫藥大學藥學院，福建 福州 350122

太子參連作障礙的研究概況

林燕華1韓 靜1徐 蔚1胡 娟1, 2*

1.福建省中醫藥研究院，福建 福州 350003；2.福建中醫藥大學藥學院，福建 福州 350122

福建省是太子參的主要產區，但在其生產上存在嚴重的連作障礙問題，影響了太子參產業化和區域經濟的發展。筆者闡述了太子參連作障礙效應，分析太子參連作障礙產生的原因，并在此基礎上探討太子參連作障礙的防治方法，旨在為太子參的種植生產提供理論指導。

太子參；連作障礙；防治方法

太子參(Pseudostellariaheterophylla)又名孩兒參、童子參，為石竹科孩兒參的干燥塊根，為傳統的滋補藥物，具有生津潤肺、益氣健脾之功效，臨床常用于脾虛體倦、氣陰不足、病后虛弱、食欲不振等癥。目前太子參在福建、江蘇、貴州等地均有種植，以福建產量最大，產銷量占全國的三分之二。道地產區寧德柘榮縣，太子參已成為當地農民的主要經濟收入來源。

太子參種植過程中存在著嚴重的連作障礙，如病蟲害加重、產量和品質嚴重降低等，給當地藥農造成了很大的經濟損失，嚴重影響了太子參產業化和區域經濟的發展。因此，揭示太子參連作障礙的發生機制，找出主要因素，提出防治措施是太子參規范化種植中亟待解決的難題。筆者結合福建柘榮太子參的種植情況，對太子參連作障礙的效應和成因進行分析，在此基礎上探討了太子參連作障礙的防治途徑。

1 藥用植物連作障礙的含義

連作障礙(Successioncroppingobstacle)是指在同一塊地連續種植相同植物造成植物生長發育不良、病蟲害加劇、品質和產量下降的現象[1]。由于現代種植業集約化、復種指數高及種類單一的發展趨勢，使得連作障礙現象普遍存在于藥用植物栽培中，特別是以根部入藥的植物表現尤為突出[2]。

2 太子參連作障礙的影響

2.1 危害太子參的生長發育，產量和品質嚴重降低 連作危害太子參生長發育，隨著連作年限的延長，株高、莖分支數、結實種子數、根長、根系數量、總生物量呈下降趨勢，單個根重和產量明顯降低[3]。馮業強等[4]研究發現，太子參連作后植株生長發育不良，造成太子參產量顯著降低，連作2年比生地減產30%左右，連作3年以上比生地減產50%以上，且連作對太子參藥用品質影響明顯，其中總皂苷含量極顯著下降。曾令杰等[5]研究發現，連作導致太子參產量極顯著下降，僅為稻參輪作的1/3，其人參皂苷Rbl、多糖含量分別僅為輪作太子參的44.33%、88.08%。

2.2 導致太子參病蟲害頻發 太子參喜溫和濕潤的環境生長，長期連作不但導致葉片致病性或衰老相關蛋白表達量上調，抗性相關蛋白表達紊亂[6]，而且使土壤中的病原菌數量增加，導致病蟲害加重和頻發。隨著太子參連作年限的延長，土壤中的微生物發生了明顯變化，如有報道[3]太子參連作1年，土壤中的放線菌、真菌、細菌含量分別是11.6%、28.0%、61.4%，連作12年后，則分別變為2.9%、65.5%、31.2%。連作還引起太子參根際尖孢鐮刀菌[7]、鐮刀菌[8]數量增加，從而導致太子參枯萎病、根腐病。因此，要減少栽培時的病原菌數量，提高植株的抗病性。

2.3 太子參栽培地土壤肥力退化，供肥性能衰退 太子參栽培地首次種植太子參，多數能獲得良好效果，但種植一季后土壤不同程度退化。由于藥農施肥的盲目性和化學農藥的超量施用，導致土壤生態系統破壞，土壤養分比例失調，土壤供肥性能衰退，生產障礙因素突出。有研究報道[3]，太子參連作使當地土壤的養分發生顯著變化，土壤中總氮、總磷含量增加，速效氮、速效磷、速效鉀含量降低，土壤pH值變化微小，有機質變化差異較大；連作土壤微量元素(B、Fe、Mn、Zn、Cu)累積，而鉬(Mo)降低甚至缺失，造成不平衡狀態。

3 太子參連作障礙產生原因

目前，國內研究認為造成藥用植物連作障礙的原因主要有三個：一是土壤營養失衡；二是土壤微生態環境劣化；三是藥用植物的自毒作用。目前太子參連作障礙成因的研究結果與造成藥用植物連作障礙的成因相似。

3.1 土壤營養失衡 不同植物對礦質營養元素的需求是有特定規律，且對某種微量元素也有特殊的需求。長期種植同一種植物，會造成土壤中的某一種或幾種營養元素缺失，進而引發缺素癥，影響植株正常生長發育。太子參連作使得土壤中總氮、總磷含量增加，速效氮、速效磷、速效鉀含量下降，隨著連作年限增加，速效鉀含量減少幅度更大，導致太子參連作所需有效養分缺乏；此外，太子參連作使土壤中Cu、Zn、Mn、Fe、B等微量元素出現不同程度累積，而鉬(Mo)在連作5年后甚至出現缺失現象[3]。連作導致土壤養分非均衡的變化，直接影響著下一茬植株的正常生長發育。雖然，土壤營養失衡是太子參連作障礙的一個原因，但通過施肥、追肥等方式仍不能解決其連作問題。

3.2 土壤微生態環境的變化 對藥材生長而言，正常情況下土壤中有益微生物數量及種類遠遠超過病原微生物。藥材和土壤(根際)微生物形成共生關系，且不同藥材根際微生物的種群結構不同。若同一藥材長期連作，則會改變微生物種群分布，破壞原有藥材根際微生物生態平衡，使得病原菌的數量與種類增加，有益菌的數量與種類減少。太子參連作使土壤細菌數量減少，放線菌數量呈倒“U”型趨勢變化[3]。太子參連作2年對土壤微生物環境產生了顯著的影響，導致微生物生態平衡被破壞，根際微生態平衡失調，使土壤由細菌型向真菌型轉變[9]。可見連作使土壤中微生物發生變化，根系微生態失衡是藥用植物連作障礙的原因之一。

3.3 太子參的自毒作用 化感自毒作用(Allelopathicautotoxicity)是指植物在正常的生命活動過程中，會向環境釋放一些影響其他植物生長的次生代謝物質，這些次生代謝物質在土壤中積累，對植物自身也具有毒害作用[10]。在化感自毒作用中涉及的物質被稱為化感自毒物質(Self-allelochemicals)[11]。

近年來的研究顯示，太子參具有化感自毒作用。太子參不同部位和連作土壤的水浸液對太子參種子萌發均有抑制作用[12-13]，隨著種植年限增加，太子參根際土壤中酚酸類物質濃度隨之增加[14]。可見，酚酸類物質可能與太子參自毒作用有關，連作導致自毒物質在太子參根際土壤的積累，使土壤微環境遭受改變，在病原微生物代謝物、植株殘體腐解物及根系分泌物中自毒物質的共同影響下，導致植株化感自毒作用，引起太子參的連作障礙。

4 防治太子參連作障礙的措施

4.1 采用輪作，減少病原菌發生 實行輪作，特別是選擇“他感作物”與農作物輪作，是緩解連作障礙的有效方法。輪作即可以調節微生物群落結構，又可以使病菌失去寄主或改變生活環境，因而減輕或消滅病蟲害，同時也可以改善土壤結構，充分利用土壤養分。近年來，學者們對太子參—單季稻輪作、太子參—秋玉米輪作[15]都做了相關研究，并運用于實踐，且取得了良好效果。尤其是水旱輪作模式有效地解決了太子參忌連作現象，促進了太子參產業的穩產、高產，稻參輪作已成為參農消減連作障礙的主要栽培措施。

4.2 合理施肥，培肥改土 通過施肥改良土壤。有機肥中含有豐富的生理活性物質與養分，施用后土壤的理化性狀得以改善，使保水、保肥、透氣等功能增強。同時，有機肥分解過程中會使放線菌、細菌增殖，從而抑制病原菌繁殖。并且，要根據土壤的類型選擇施用糞肥種類，以補充微量元素，調整土壤pH值。實行測土配方施肥、平衡施肥；合理施用磷、氮、鉀大量元素肥料，增施微量元素肥料；科學使用有機肥和生物肥料。應用“有機肥+微生物肥”是目前較為有效的方法。

4.3 消除植物自毒作用 土壤中存在的某些微生物對自毒物質有分解的作用，因此，在生產上可以通過接種有益微生物來分解土壤中存在的自毒物質，從而消除自毒物質在根際的積累。如從草莓地中篩選出對羥基苯甲酸的降解菌B3512能降解草莓自毒物質[16]。

5 展望

隨著太子參需求的不斷增加，栽培面積越來越大，栽培地的連作使太子參植株生長發育不良、產量下降、品質變差，連作障礙已成為制約太子參產業發展的重大問題。雖然目前已有了不少的研究成果，但由于太子參連作障礙是植物-土壤-微生物系統內諸多因素相互綜合作用的結果，要明確其中最主要的因素還需進一步研究。隨著科學技術的發展和農業栽培管理體系的不斷完善，太子參連作障礙問題將最終得以解決，從而有效利用土地，推動太子參種植業健康發展。

[1]高群，孟憲志，于洪飛．連作障礙原因分析及防治途徑研究[J]．山東農業科學，2006，3：60-63．

[2]趙楊景．植物化感作用在藥用植物栽培中的重要性和應用前景[J]．中草藥，2000，1(8)：1-4．

[3]夏品華，劉燕．太子參連作障礙效應研究[J]．西北植物學報，2010，30(11)：2240-2246．

[4]馮業強，夏品華，龍建，等．連作年限對太子參產量及品質的影響[J]．貴州農業科學，2010，38(10)：61-63．

[5]曾令杰，林茂茲，李振方，等．連作對太子參光合作用及藥用品質的影響[J]．作物學報，2012，38(8)：1522-1528．

[6]林茂茲，張志興．太子參連作障礙蛋白差異表達分析[J]．草業學報，2010，12(6)：197-207．

[7]林茂茲，黃少華，陳巧巧，等．太子參連作障礙及其根際土壤尖孢鐮刀菌數量變化[J]．云南農業大學學報，2012，27(5)：716-721．

[8]桑維鈞，熊繼文，宋寶安，等．貴州太子參主要真菌痛害的調查與防治[J]．安徽農業科學，2006，34(14)：3314-3318．

[9]林茂茲，王海斌，林輝鋒．太子參連作對根際土壤微生物的影響[J]．生態學雜志，2012，31(1)：106-111．

[10]孫浩，黃璐明，黃璐琦，等．基于生態位理論的藥用植物化感作用與連作障礙的探討[J]．中國中藥雜志，2008，33(17) ： 2179-2200．

[11]張重義，牛苗苗，陳婷．藥用植物化感自毒作用研究對栽培技術創新的啟示[J]．中國現代中藥，2011，1(13)：4-7．

[12]夏品華，劉燕．太子參不同部位及根際土壤水浸液對種子萌發的影響[J]．種子，2011，6(30)：26-28．

[13]任永權，楊芩，徐元江，等．太子參水浸液對其種子萌發的和幼苗生長的影響[J]．北方園藝，2012，6：172-174．

[14]皇甫晶晶．不同輪作模式消減太子參連作障礙的機制研究[D]．福州:福建農林大學，2012．

[15]林長征，李以訓．太子參—單季稻種植模式初探[J]．福建農業科技，2000：118-119．

[16]解靈軍，尹寶重，高峰，等．草莓根系自毒物質降解茵的篩選及降解效果研究[J]．河北農業大學學報，2009，32(4)：76-87

The Research Progress on Continuous Cropping Obstacles of Pseudostellaria heterophylla

LIN Yan hua1HAN Jing1XU Wei1HU Juan1,2*

1.Fujian Academy of Traditional Chinese Medicine，Fuzhou,350003，China; 2.The College of Pharmacy,FuJian University of Traditional Chinese Medicine，Fuzhou,350108，China

Fujian Province is the main cropping region of Pseudostellaria heterophylla in China.However，it is severely inhibited by sequential cropping obstacles，which strongly influence on the development of P.Heterophylla and regional economic.This paper describes the obstacle effect of continuous cropping of P.Heterophylla and analyses the reasons that produced this phenomenon.Based on the analysis,the control methods of sequential cropping obstacle are recommended,thus providing a guidance for planting P.Heterophylla.

Pseudostellariaheterophylla;continuous cropping obstacle;control methods

福建省自然科學基金資助項目(2015J01321)，福建省屬公益類科研院所基本科研專項資助項目(2014R1035-9)。

林燕華(1987-)，女，碩士，研究實習員，研究方向：藥用植物栽培。

胡娟，E-mail：huj@fjtcm.edu.cn。

R282.2

A

1007-8517(2015)18-0150-02

2015.07.05)