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化感作用普遍存在于自然界,对其深入研究将有利于复合系统中植物配置、耕作制度和栽培措施的科学化,在植物间加强促进作用,降低抑制作用,促进生物多样性和农业可持续发展。党参 [Codonopsis pilosula(Franch)Nannf]为桔梗科党参属植物,为著名地道中药材,补益要药,含有多种人体必需的氨基酸、微量元素、多糖等,而且有较高的营养价值和保健功能,尤其能增强机体免疫力,提高人体抗病能力。然而党参在栽培过程中忌连作,连作使党参的产量下降,质量降低,根系的病虫害加重,其中部分原因可能是由化感作用引起的。目前,对党参的研究主要集中在其化学成分分析和药理学研究方面,而对党参化感作用的研究还未见报道,为此,本文选取甘肃省定西大面积种植和栽培的党参为供体材料,以当地种植的5种农作物为受体,采用植物化感作用的研究方法,研究了党参化感作用的强弱,并验证了其自毒作用的存在,旨在揭示党参禁忌连作的主要原因,建立合理的党参种植栽培制度,为党参的优化栽培和产量质量的提高提供一定的理论依据。主要研究结果如下:
1 .从实验地广为栽培的四种中草药(黄芪、党参、甘草、黄芩)中筛选出了化感活性较强的党参作为研究材料,结果表明,不同供体的化感作用强度不同,即使是同一供体对不同受体的化感效应表现出了物种特异性。
2.经不同浓度(0.2gFW/ml、0.15gFW/ml、0.1gFW/ml、0.05gFW/ml)的供体水浸液处理后,5种作物的化感效应,无论是在物种水平(M3),还是在种子萌发期(M2),除黄瓜(M3=-0.157,M2=0.024)之外,其余四种作物均为浓度依赖型,因此黄瓜可作为党参栽培中轮作的一种作物。
3. 5种受体作物种子萌发和幼苗生长均不同程度受到党参水浸液的化感抑制作用,它们对党参化感作用的敏感性从强到弱依次为白菜>玉米>小麦>萝卜>黄瓜。
4.党参具有很强的自毒作用,禁忌“连作”,当水浸液浓度为0.1gFW/ml 时,党参种子的萌发几乎完全受到抑制,萌发速率明显减缓,幼苗因根系褐化而停止生长。
5 5 5 5.不同处理对党参自身种子萌发和幼苗生长的影响不尽相同,其中根系水浸液的抑制作用最为明显,茎叶次之,而根际土水浸液则无明显的影响。
6.经不同浓度的党参根水浸液处理的党参幼苗,幼苗的丙二醛(MDA)含量显著增加,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和硝酸还原酶(NR)活性大大降低,根系活力显著下降。
7.作为一种重要的中草药和当地农民经济收入的主要来源,党参自毒作用的产生可能与其栽培制度和利用有关,基于上述研究,提出了克服由自毒效应导致党参连作障碍的几条栽培对策。