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西洋参(Panax quinquefolium L.)是重要的补益类中药材,一般需要种植4年后才能收获,收获后如果在同一地块继续种植,植株往往不能正常生长,即存在严重的连作障碍问题。轮作是传统用于克服作物连作障碍的农业措施,如何进行西洋参轮作目前尚没有成熟的技术。本文从土壤生态学的角度,研究了栽培西洋参后的老参地及轮作小麦压米后土壤肥力、自毒酚酸、真菌群落及病原菌的变化；并通过盆栽及大田试验,观察轮作后土壤种植西洋参的生长情况。以期为建立西洋参与我国主要农作物的合理轮作制度提供实验数据主要研究结果包括以下几个方面：1、对北京、山东和吉林3个产区的4年西洋参土壤样品(包括根区土和根外土)的基础肥力进行了测定和比较。结果表明吉林产区土壤样品的养分状况高于北京和山东,北京和山东产区的土壤肥力状况相近,主要体现在土壤有机质、碱解氮和速效钾的含量接近且均显著低于吉林产区(P<0.05)；3个产地土壤样品中速效磷含量的对比在根区和根外土中表现比较不同,可能与各产区的施肥量有关；pH值为北京>山东>吉林。不同产区的根区土中速效氮、磷、钾的含量均高于根外土,但有机质、pH值无明显规律。聚类分析表明,北京、山东的土壤样品肥力接近,而与吉林样品相差较远。2、比较了老参地、轮作小麦/玉米1、3、5年及未种过西洋参的对照土壤的基础肥力指标。老参地土中碱解氮含量显著高于未种过西洋参的对照土壤20.66%(P<0.05),速效磷、速效钾分别高于对照6.49%及31.86%(P>0.05),而有机质、全磷、全氮含量低于对照6.28-10.19%(P>0.05)。轮作小麦压米1年后速效肥力下降；轮作3年以后土壤中碱解氮、速效钾、有机质及全氮含量显著低于对老参地(P<0.05),而速效磷、全磷和pH值变化不显著；轮作5年后,土壤中上述养分指标与对照接近。3、用高效液相色谱法(High Performance Liquid Chromatography, HPLC)方法测定了北京、山东和吉林产区4年西洋参种植土壤(包括根区土和根外土)中酚酸类物质的含量。北京和山东根区土壤样品中的对羟基苯甲酸、香草酸、丁香酸、香草醛、阿魏酸、苯甲酸、水杨酸及肉桂酸等8种酚酸化合物含量相对比较接近,显著低于吉林(P<0.05)；对香豆酸含量北京与吉林的相对接近,显著高于山东(P<0.05)；吉林总酚酸含量比北京、山东分别显著高出477.66%、400.96%(P<0.05)；根外土与根区土趋势相同。不同产区土壤样品中酚酸的比例有差异,北京、山东产区对香豆酸比例最高,香草酸、水杨酸次之；吉林产区香草酸比例最高,水杨酸、香草醛含量次之。除苯甲酸、肉桂酸外,根区土中的酚酸含量均大于根外土,3个产区根区土中含量均显著高于根外土的有香草酸、香草醛、对香豆酸、阿魏酸(P<0.05)；总酚酸含量显著高于根外土(P<0.05)。提示西洋参在生长过程中根系分泌酚酸至土壤中,且香草酸、香草醛、对香豆酸、阿魏酸占重要比例。4、对13块老参地土壤的调查结果表明,西洋参根区土中酚酸含量与根部病害发生程度、产量、土壤肥力等因素状况有关。与轻微发病相比,严重发病西洋参根区土中对香豆酸、香草酸、丁香酸及阿魏酸的含量增加140.24～536.06%(P<0.05)；总酚酸含量显著增加101.53%(P<0.05)。高产地块西洋参根区土中对羟基苯甲酸、丁香酸、苯甲酸、水杨酸及对香豆酸含量低于低产地块4.32-59.66%(P>0.05)；总酚酸含量低12.84～26.84%(P>0.05)。高肥力地块西洋参根区土中香草酸、丁香酸、对香豆酸、阿魏酸含量均比低肥力地块增加33.83～134.73%(P>0.05),总酚酸增加41.27～69.49%(P>0.05)。5、老参地中丁香酸、对香豆酸、阿魏酸的含量显著高于未种过西洋参的对照土壤(P<0.05),轮作小麦/玉米1年后显著下降(P<0.05)；轮作3、5年后,土壤中这三种酚酸含量与对照接近。老参地中总酚酸含量显著高于对照(P<0.05),轮作后与对照土壤无显著差异。6、应用末端限制性片段长度多态性(Terminal Restriction Fragment Length Polymorphism, TRFLP)方法,用前期获得的主要来自西洋参及其根区土壤的49株已鉴定真菌,通过提取DNA,扩增ITS区段,分别选用限制性内切酶HinfI与HaeⅢ酶切,根据获得的末端限制性片段(Terminal Restriction Fragment, TRF)建立了包括西洋参主要病原菌链格孢属(Alternaria)、柱孢属(Cylindrocarpon)、镰孢菌属(Fusarium)、恶疫霉属Phytophthora)、灰葡萄孢属(Botrytis)、立枯丝核菌属(Rhizoctonia)及具有生防功能的木霉(Trichoderma)、绿僵菌(Metarhizium)、青霉属(Penicillium)等在内25属40种的T-RFLP数据库,为研究土壤中病原真菌及生防菌提供了基础。7、以HaeⅢ酶切后ITS4-FAM的TRF及Hinfl酶切后ITS1F-TRF为基础对老参地、轮作及未种过西洋参的对照土壤中真菌群落多样性进行了研究。两种酶切片段的结果显示相同的趋势。老参地真菌丰富指数度(Ma)高于对照(P>0.05),均匀度指数(,)、多样性指数(H’)及优势度指数(D)低于对照(P>0.05),轮作5年后与对照接近。老参地及与小麦压米轮作1年后土壤中真菌群落结构相似,轮作3、5年后,土壤中真菌群落与对照土壤中无异显著(P>0.05)。8、以HaeⅢ酶切后ITS4-FAM的TRF的丰度为基础分析不同轮作年限土壤真菌数量的变化。通过与数据库比对,结果表明,西洋参主要病原菌在土壤样品中都存在,但老参地中主要病原菌TRF的丰度较高,轮作5年土壤中一些病原真菌的TRF丰度与对照接近。结果表明,老参地中镰孢菌(Fusarium sp.)数量比对照高出123.42%(P>0.05),轮作5年后低于老参地40.88%(P>0.05)。柱孢菌属(Cylindrocarpon)、灰葡萄孢(Botrytis cinerea)及恶疫霉(Phytophthora cactorum)在老参地中的数量比对照高出22.17～191.28%(P>0.05),在轮作土壤中的数量比老参地低18.15～87.97%(P>0.05),轮作5年土壤中比对照低26.32～59.60%(P>0.05)。老参地中哈茨木霉(Trichoderma harzianum)的数量高于对照222.37%(P>0.05)；在不同轮作年限土壤中无明显规律性,但均高于对照317.82-663.72%(P>0.05)。9、应用盆栽播种试验对比了西洋参在老参地及轮作土壤中的生长情况。与老参地相比,轮作1、3年土壤中西洋参根的鲜重分别增加21.68、23.80%,干重增加15.21、20.17%；轮作5年及对照中根的鲜重、干重接近,鲜重比老参地增加45.05%、49.61%(P<0.05),干重增加42.53%、47.02%(P<0.05)。轮作1年土壤中西洋参的病根率、病情指数及须根数量与老参地接近,在轮作3、5年及对照土壤中病根率和病情指数降低而须根数量增加(P<0.05)。10、通过大田实验连续两年观察了在轮作小麦/玉米5年后土壤播种西洋参的生长及根区土壤中酚酸的变化情况。播种密度为100、200、400及800粒/m2的西洋参出苗率达到92.71～98.61%,播后第2年的存苗率为80.56～87.33%。在夏季及秋季时,2年生西洋参地下及地上的鲜、干重与密度呈显著负相关(r2=-1.00,P<0.01)。不同生长时期及不同密度的根区土中酚酸含量不同,夏季时根区土中对羟基苯甲酸、对香豆酸含量与密度负相关(r2=-1.00,P<0.01)。200=400粒/m2播种量的西洋参生长2年后单株重量大于4.88g,符合西洋参种苗生产的要求。