高质量太子参栽培技术及其连作障碍自毒机制的研究

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为了进一步理解药用植物太子参的栽培技术及其连作障碍,本文以柘荣县国家太子参GAP川木洋认证基地以及下村工业园区2号太子参规范化种植基地的不同太子参品种为研究对象,对太子参的生长性状、连作障碍、产量和品质等进行了研究,结果表明:1、在海拔高980m,栽培土壤为黄红壤的条件下,柘参2号、柘参1号、贵州种、江苏种和安徽种等五个太子参品种的出苗期都在2月初,齐苗期为2月底至3月初。其中,柘参2号与柘参1号出苗期最早,均在2月2日出苗,江苏种较晚两天,安徽种最晚。出苗率最高的是柘参2号,其平均出苗率达98.3%,柘参1号次之,出苗率为96.7%,江苏种第三,安徽种出苗率最低仅为柘参2号的71.2%。2、柘参2号不开花,柘参1号基本不分枝。同一品种的各个性状都随月份的增加而增大。综合冠幅、分枝数、花朵数、株高、单株根数和主根长等生物学性状指标因子,柘参2号与柘参1号这一柘荣当地的栽培品种总体长势较好,生长速度也较快,江苏种次之,安徽种最弱。3、不同品种太子参的干、鲜重都存在显著差异。其中,柘参2号产量最高,安徽种最低,柘参2号平均每株干、鲜重分别为安徽种的3.13倍和3.78倍;江苏种每20株的平均总干、鲜重分别约为柘参1号的91.5%和92.86%,二者产量差异较小。4、不同品种太子参所含有的多糖、总皂苷和环肽B均存在差异,除贵州和安徽两个品种的环肽B含量差异不显著之外,其余各品种、各指标间的差异显著性均十分明显。多糖、总皂苷和环肽B的含量均呈现以下趋势:柘参2号>柘参1号>江苏种>安徽种>贵州种。其中,多糖含量的最大值(24.21%)约为含量最低值(12.97%)的1.87倍,而总皂苷含量的最大值(0.407%)约为最小值(0.198%)的2.06倍,环肽B含量的最大值(0.0205%)则约为含量最低者(0.0155%)的1.32倍。5、经相关性分析得,五个不同太子参品种之间的多糖和总皂苷、环肽B含量呈显著正相关,相关系数分别达0.982(P<0.01)、0.939(P<0.05);总皂苷与环肽B含量之间也呈极显著正相关,相关系数达0.963(P<0.01)。不同品质指标之间差异性的初步分析结果表明,福建、江苏和安徽产的太子参多糖、总皂苷和环肽B的含量较高,贵州产的太子参品质含量较低。6、不同采收时间,不同基地、同一品种太子参块根中的多糖、总皂苷和环肽B含量的变化趋势一致,且同一基地的差异较显著,但其含量的积累均呈现出6月下旬和4月下旬较高的规律性变化。其中,环肽B含量的变化趋势为:6月>4月>5月>3月;而多糖和总皂苷含量的变化趋势则为:6月>4月>3月>5月。7、茎叶中多糖和环肽B的含量在采收期(6月下旬)均最低,具体表现为:5月27日>5月11日>4月21日>3月24日>6月26日;总皂苷的含量则随着月份的推移而降低,3月24日的采收的茎叶总皂苷平均含量最大,约为0.78%,6月26日最小,仅为3月24日的34.6%。8、同一基地、同一品种太子参茎叶的多糖和环肽B含量均小于块根的含量,茎叶的总皂苷含量则大等于块根的总皂苷含量,且茎叶各有效成分含量所占的比重也不小。9、不同海拔高度及土壤条件对柘参2号太子参块根中的有效药用成分含量影响较大,差异显著,尤以海拔高980m、土壤质地为黄红壤的山地上所栽培的太子参各有效药用成分含量较高。10、阴坡上种植的太子参各有效药用成分的含量均高于阳坡。其中,阳坡太子参的平均多糖含量约为阴坡的82.5%,平均总皂苷含量约为阴坡的56.2%,平均环肽B含量约为阴坡的95.9%。11、干燥温度对太子参块根多糖、总皂苷和环肽B含量的影响较大。多糖含量均呈现出自然晒干>60℃>50℃>70℃>80℃的规律;而总皂苷的含量表现为80℃>自然晒干>60℃>50℃>70℃;环肽B含量则随烘干温度的升高而降低。12、块根栽培太子参前对试验地进行消毒处理后,太子参块根中各指标的含量均高于未进行消毒处理的,前者多糖、总皂苷和环肽B的含量分别约为后者的1.41倍、1.96倍和1.18倍。13、运用氮、钾二元二次肥料试验田间设计对试验地进行九种不同的施肥处理,不同施肥处理间的差异显著。对照处理(即N0P0K0)的多糖含量和环肽B含量均最低,总皂苷含量排在倒数第二; N1P2K2处理的多糖含量和总皂苷含量均排第二,而其环肽B含量则最高约为0.0134%。在栽培的过程中应该适当追施氮磷钾肥,且其最佳配比为N:P:K=1:2:2。14、连作与否会对太子参产量与品质造成较大影响,连作地太子参块根中的各有效药用成分含量均较未连作地低。连作太子参根际土壤水浸液对莴苣幼苗胚根的生长发育具有一定的抑制作用,总体表现出低促高抑的现象;同一浓度水平上,随着种植年限的增加,太子参根际土壤水浸液的抑制作用也越强。浓度为2g·mL-1,不同种植年限的太子参根际土壤浸提液经吸附大孔树脂的甲醇洗脱液对莴苣幼苗胚根生长有较强的抑制作用,随着种植年限的增加,其抑制作用也相应的增大;重茬土壤的莴苣幼苗胚根长约为正茬的84.3%,其抑制作用约为正茬土壤抑制作用的1.43倍。15、种植过太子参(正茬、重茬)的根际土壤中均含有酯、酸、胺、醇、糖、醛酮、烷烯烃、苯、酚醌等各类物质,而未种植过太子参(对照)的土壤中则不含有醛酮类物质。在对照土壤中,含量比较高的是糖类与酯类,含量分别达到了16.74%和38.44%;正茬土壤中含量较高的是胺类、酸类和酯类,分别占12.91%、13.47%和36.28%;而在重茬土壤中含量较高的则是酸类及酯类,含量分别为14.85%与35.53%。正茬、重茬太子参的根际土壤中所含有的个别酯类、酸类、酚醌类及醇类物质也都比对照土壤的高,且含量差异较大。16、太子参不同部位及根际土壤提取液对台湾相思种子的萌发和生长都具有一定的抑制作用,且均随浓度的增大而增强。同一浓度水平(0.001g·mL-1)上,茎叶提取液对相思种子萌发和胚根的抑制作用都明显高于其他两种提取液,其抑制率分别为-40.79%和-28.43%,块根提取液的抑制作用次之,根际土壤提取液的抑制作用则最弱;而块根提取液对胚轴生长的影响最大,抑制率达-62.99%。从3种提取液对相思种子萌发和生长的总抑制率IR值来看,茎叶提取液的抑制作用最强(-4.9323),块根提取液次之(-4.3667),而根际土壤提取液的抑制作用最弱(-3.2561)。17、同一浓度(0.001g·mL-1)水平上,太子参不同部位及根际土壤提取液对不同品种太子参自身种子的萌发和胚根、胚轴的生长发育都具有一定的抑制作用,且存在差异。总体看来,不同部位提取液对柘参1号和柘参2号的影响都低于其他3个品种,对于安徽种则均表现出较高的的抑制作用。18、栽培模式不同会影响太子参的产量和品质。其中,正茬太子参的产量和品质均表现出较大优势,而重茬太子参的产量和品质则明显低于其他种植模式。稻-参轮作的产量与正茬产量接近,约为其产量的94.35%;稻-参轮作的多糖含量仅次于正茬,约为正茬的85.65%,是重茬含量的1.52倍;豆-参轮作后的总皂苷含量最高,含量约为正茬(含量次大)的1.04倍,约为重茬(含量最低)的1.33倍。3种轮作模式下的太子参环肽B含量虽低于正茬,但均高于重茬,分别为重茬含量的1.18倍、1.16倍和1.12倍。19、浓度为0.001g·mL-1时,不同栽培模式下的太子参不同部位提取液对其自身种子的萌发和生长都有一定的抑制作用,且存在差异。总体而言,茎叶提取液对太子参自身种子萌发的影响较大,各部位提取液的抑制作用表现为正茬最小、重茬最大。玉-参、稻-参和豆-参3种轮作模式对于太子参的自毒潜力也有一定程度的缓解作用。除块根提取液对太子参胚根长的影响之外,稻-参轮作各提取液对于太子参种子萌发、胚根、胚轴的抑制作用均仅次于正茬。20、不同基地的太子参植株含有的各营养元素都存在差异,且同种元素的含量于不同采收月份、不同采收部位、不同种植年限均有所不同。除磷含量外,各元素均表现出块根>茎叶,川木洋>下村的趋势,且正茬均大于重茬。各养分元素、有效药用成分相互间存在一定的显著相关性。21、连作使土壤酸化,pH值降低,水解性氮、全氮和全磷的含量上升,速钾和有效磷的含量下降。但在两基地中,土壤养分元素含量与两个基地的太子参块根品质之间不存在相关性。22、太子参连作后,土壤中各污染物的含量均有所上升,尤其使得土壤中的锌含量骤升,分别达对照土壤锌含量的3.11倍和3.29倍,而其他各污染物的平均含量增幅则相对较小。且两基地重茬土壤的多因子综合污染指数则均大于3.0,土壤和作物受污染程度已经相当严重。
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