太子參殘茬化感作用的初步研究

任永權++雷蕓++李秋芳++周江菊

摘要：通過添加太子參（Pseudostellaria heterophylla）粉碎莖葉和塊根來模擬殘茬對太子參的影響，從化感作用的角度研究太子參連作障礙的成因。結果表明，粉碎莖葉能促進太子參種子苗和塊根苗的生長；莖葉滅菌對太子參塊根苗的各項指標均沒有顯著影響，但能顯著提高種子苗的單根生物量；粉碎塊根對太子參塊根苗生長也有一定的促進作用，但各項指標與對照的差異不顯著。殘茬對太子參的生長發育沒有直接的化感自毒作用，化感作用可能不是太子參連作障礙的成因。

關鍵詞：太子參（Pseudostellaria heterophylla）；連作障礙；化感作用；殘茬

中圖分類號：R282.2 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2015）11-2628-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.11.017

A Primary Study on Allelopathy of the Residues in Pseudostellaria heterophylla

REN Yong-quan， LEI Yun， LI Qiu-fang， ZHOU Jiang-ju

（Institute of Environment and Life Science， Kaili University， Kaili 556011， Guizhou， China）

Abstract：Crushed shoot and root were added to test the effects of simulated residues and to evaluate the cause of continuous cropping obstacle in Pseudostellariae heterophylla from the aspect of allelopathy.The results showed that stems and leaves improved the growth of both seed and root seedlings， and there were not significant effects of sterilization on parameters in root seedling，while sterilization improved the single root biomass in seed seedling in P. heterophylla.Crushed root also improved the growth of root seedling to some extend，while differences between treatment of crushed root and CK were not significant.Autotoxicity is not identified in residues，and allelopathy seems not to be a cause of continuous cropping obstacle in P. heterophylla.

Key words： Pseudostellaria heterophylla； continuous cropping obstacle； allelopathy； residue

太子參是民間公認的補益中藥，其以石竹科植物異葉假繁縷（Pseudostellariae heterophylla）的干燥塊根入藥，具有益氣健脾、生津潤肺之功效[1]。目前太子參在貴州、福建、安徽、江蘇、山東等省均有大面積栽培，但種植實踐中連作現象非常普遍，連作障礙問題極其突出，造成產量和品質明顯下降[2]。連作障礙是藥用植物栽培中普遍存在的問題，大多數根類藥材如人參、地黃、三七、黃連、當歸等都存在不同程度的連作障礙現象[3]，嚴重制約著中藥材產業的可持續發展，成為亟待解決的關鍵問題。連作障礙的成因極其復雜，它涉及土壤養分和土壤理化性質[4，5]、根際微生物[5，6]和化感作用[7，8]等多個方面。

植物通過分泌、淋溶和分解等方式產生化感物質，進而影響植物自身或其他植物生長發育的化學生態學現象稱為化感作用。連作土壤中的化感物質不僅對植物的生長發育產生直接的自毒作用[7-9]，還可能通過影響土壤微生物而產生間接效應[6，10，11]，而藥用植物的活性成分與化感物質的同源性更是加重了藥用植物栽培中的連作障礙[3]。

化感作用是造成連作障礙的重要原因，但目前多用秸稈和連作土壤的浸提液來研究化感作用，關于太子參化感作用的研究也僅見太子參和連作土壤水浸液影響種子萌發和幼苗生長的報道[12，13]。本研究考察添加粉碎莖葉和塊根對太子參種子苗和塊根苗的影響，從化感作用的角度探討太子參連作障礙的成因，為太子參產業的可持續發展提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

太子參種子、莖葉和塊根種參分別于2012年5月、7月和12月購于貴州省黃平縣一碗水鄉石坡村。種子自然風干后裝于紙袋中備用，莖葉則曬干備用。所購種參除用于盆栽外，還在大田中進行小規模種植，收獲用于粉碎塊根添加盆栽試驗的種參和干燥塊根。栽培用土取自未曾栽培過太子參的地塊，容器為內徑18 cm，高15 cm的圓形陶土盆，每盆裝土3 kg。

1.2 試驗方法

1.2.1 莖葉和塊根的粉碎與添加 2012年12月同時采用種子苗和塊根苗考察添加粉碎莖葉對太子參的影響。用手提式密封粉碎機粉碎曬干的太子參莖葉，粉碎時間30 s，將得到的粉末用紙袋分裝，每袋50 g。莖葉添加試驗設置直接添加和滅菌添加2個處理，以不添加做為對照。直接添加時，稱量3 kg混勻的栽培用土，加入50 g粉碎莖葉混勻后再裝入盆中。滅菌添加處理中的粉碎莖葉則經121 ℃滅菌30 min，與栽培用土混勻后裝盆。2013年12月采用塊根苗考察添加粉碎塊根對太子參的影響。粉碎塊根的添加試驗只設置每盆添加50 g粉碎塊根的處理，以不添加作為對照，粉碎和添加過程同粉碎莖葉添加試驗方法。endprint

1.2.2 太子參種子和塊根的播種 盆栽試驗在凱里學院生態園溫室中進行。為考察添加太子參粉碎莖葉對其種子苗和塊根苗的影響，2012年12月16日進行種子和塊根的播種。種子播種時每盆播5粒，淺土覆蓋，塊根播種時每盆播2根。播種塊根時先從盆內倒出約5 cm厚的一層土，將兩個種參反向水平放入盆里，然后用倒出的土覆蓋種參。2013年3月10日對太子參間苗，每盆保留長勢相對一致的一株。2013年12月15日，每盆播種2根塊根，考察添加粉碎塊根對太子參塊根苗的影響，播種和間苗方法同前。每個處理設5盆重復，隨機排列，保持約10 cm的盆間距，使太子參生長過程中互不遮擋。

1.2.3 日常管理與采收 在種植太子參期間，適時開啟噴灌設備進行噴霧式澆水，打開遮陽網并保持溫室頂窗和側窗的開放，必要時開啟風機通風降溫。常規人工除草，及時噴灑農藥進行病蟲害防治。2013年7月10日至2014年7月12日，當大部分太子參葉片開始變黃時，采收太子參。將盆中的土倒出，揀出太子參全株，統計太子參的分根數。用鼓風干燥箱60 ℃烘干24 h后，用電子天平分別稱量太子參地上部分和地下部分的干重。

1.3 數據處理

數據用SPSS統計軟件進行統計分析。2013年7月獲得的莖葉粉碎物添加試驗數據用單因素方差分析，處理間差異在5%的顯著度上進行LSD檢驗或Tamhanes T2檢驗（方差不齊）。2014年7月獲得的添加粉碎塊根試驗數據用t檢驗。

2 結果與分析

2.1 添加太子參粉碎莖葉對其種子苗的影響

添加粉碎莖葉對太子參種子苗的總生物量、莖葉生物量、根生物量、分根數和單根生物量均產生了極顯著的影響（表1，P<0.01）。添加粉碎莖葉后，太子參種子苗的總生物量、莖葉生物量、根生物量、分根數都顯著高于對照（P<0.05），且粉碎莖葉滅菌與否對太子參種子苗的總生物量、莖葉生物量和根生物量沒有影響。直接添加粉碎莖葉時，太子參種子苗的分根數顯著高于添加滅菌粉碎莖葉的處理（P<0.05），而單根生物量則和對照無顯著差別。直接添加處理和對照的單根生物量都顯著低于添加滅菌粉碎莖葉的處理（P<0.05）。

2.2 添加太子參粉碎莖葉對其塊根苗的影響

添加粉碎莖葉對太子參塊根苗的生長也有促進作用，對太子參塊根苗的總生物量、根生物量和單根生物量的影響都達到了顯著水平（表2，P<0.05）。添加粉碎莖葉后，太子參塊根苗的總生物量、根生物量和單根生物量都顯著高于對照（P<0.05），且滅菌與否對太子參塊根苗的各項指標的影響均沒有達到顯著水平。直接添加粉碎莖葉時，太子參種子苗的分根數略高于添加滅菌粉碎莖葉的處理，而單根生物量略低于添加滅菌莖葉粉碎物的處理。在分根數和單根生物量指標上，塊根苗和種子苗的趨勢是一致的。

2.3 添加太子參粉碎塊根對其塊根苗的影響

塊根粉碎物對太子參塊根苗生長的促進作用不及莖葉粉碎物。添加粉碎塊根后，太子參塊根苗的總生物量、莖葉生物量、根生物量、分根數和單根生物量均高于對照，但差異都沒有達到顯著水平（表3，P>0.05）。

3 小結與討論

本研究通過添加太子參粉碎莖葉和塊根來模擬殘茬對太子參的影響，結果表明殘茬對太子參的生長發育并沒有化感自毒作用。太子參莖葉和根的水浸液對種子萌發和幼苗生長表現出一定的抑制作用[12，13]。太子參塊根和莖葉添加到土壤中以后，一方面可能產生化感物質抑制太子參生長，另一方面通過分解轉化為養分促進生長，而兩方面綜合作用的結果是對太子參的生長發育表現出不同程度的促進作用。太子參塊根干燥后只有少許須根自然掉落，塊根的生物量基本上等同于產量，而分根數和單根生物量是產量的構成要素。無論是添加粉碎的莖葉還是塊根，都能促進太子參產量構成要素的提高。

中藥材的化感自毒物質存在部位差異性，而活性成分與化感物質的同源性造成根類藥材中根的自毒作用最強[3，7]。添加粉碎莖葉對太子參塊根苗的生長產生了顯著的促進作用，而添加粉碎塊根對塊根苗的促進作用并不顯著，可能與化感物質的部位差異性有關。幼苗期是化感作用的敏感時期[14]，添加粉碎的莖葉對太子參塊根苗和種子苗都有促進作用，但對種子苗的促進作用更加明顯，進一步說明了至少太子參地上部分殘茬沒有化感自毒作用。滅菌能促進殘茬分解轉化為養分[15]，與直接添加粉碎的莖葉相比，滅菌后添加能促進太子參養分吸收和塊根生長，提高太子參的單根生物量。

化感作用隨著秸稈還田量的增加表現出一定的濃度效應，較高濃度才表現出明顯的自毒作用[16]。本試驗中每盆太子參莖葉和塊根的生物量均不到2 g，遠低于每盆50 g的添加量，實際生產中太子參殘茬的自毒作用基本上可以忽略，化感作用可能不是太子參連作障礙的成因。連作障礙與土壤微生物群落結構的惡化有關[17，18]，而化感物質能促進有害微生物的生長[6，10，11]，加重連作障礙。本研究采用新茬土考察太子參莖葉和塊根的化感作用，證實太子參殘茬沒有直接的自毒作用，但本研究的結果不能簡單推廣到連作土壤，關于太子參殘茬對連作土壤微生物群落結構的影響還需要進一步研究。

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