药用植物的化感自毒作用与连作障碍pdf和,pdf,药用植物的,连作障碍,药用植物,药用植物学,药用植物园
中国生态农业学报2009第1期ChineseJournalEco-AgricultureJan.2009171:189196DOI:10.3724/SP.J.1011.2009.00189药用植物的化感自毒作用与连作障碍河南农业大学中药材研究所郑州450002福建农林大学生命科学院福州350002本文阐述了药用植物化感自毒作用的概念、产生机理和作用特点，指出药用植物的药用活性成分与感自毒物质的同源性是药用植物栽培中连作障碍与化感自毒作用更重要的根本原因。文章分析了连作障碍产生的原因与药用植物化感自毒作用的关系，结合作者运T-RFLP技术对根际土壤微生物区系的系统研究结果，提出综合运用农艺措施减缓连作障碍与化感自毒作用的危害。关键词药用植物作障碍亚最适环境生态控制中图分类号:Q948S567文献标识码:文章编号rehensiveagronomicmethodsbasedonrhizosphericsoilmicroflorasystemsresearchusingDGGET-RFLPotherrelatedtechniquesin-hibitingeffectcontinuouscroppingobstaclesallelopathicautotoxicityKeywordsMedicinalplantAllelopathicautotoxicityContinuouscroppingobstacleSub-optimalconditionsEcologicalcontrolReceivedApril162008acceptedJune282008中药材农业生产是在“气候-土壤-药用植物作发展的重大问题。目前对作物连作问题的研究主要物-农艺措施人”的农业生态系统中，利用可控因集中在大豆和一些保护地蔬菜12，对药用植物连作子，采取应变栽培技术，使药用植物在“亚最适”环障碍的机制和削减技术研究甚少，而植物化感自毒境条件下稳定生长，确保农田生态系统的稳定，实作用正是药用植物发生连作障碍的重要因素之现中药材农产品质量的“安全、有效、稳定、可控”。。本文就植物化感自毒作用与连作障碍的研究但是，由于耕地有限、经济利益的驱动和种植条进行综述，以期为今后相关研究提供参考，解决药件等因素限制，药用植物栽培中存在一个突出问用植物生产过程中存在的连作障碍、地力衰退等问题，逐步改变传统药用植物栽培生产技术，促进我题——随着药用植物年龄增加或栽培地连作，植株国中药材GAP基地建设和中药农业发展。生育不良，中药材品质和产量大幅度下降，如地黄、人参、三七、太子参、黄连、当归等。由于近年来连作障碍的危害与植物化感作用中药材需求不断增加，实行连作或复种连作的面积1.1连作障碍的危害越来越大，连作障碍已成为制约我国中药农业生产在同一块土壤中连续栽培同种或同科作物时，国家自然科学基金项目1、国家“十一五”科技支撑计划2006BAI09B03和河南省科技攻关项目0624410090资助通讯作者:E-**il:wenxiong181163张重义1963，男，汉族，博士，教授，主要从事药用植物生理生态学与规范化栽培技术研究。E-mail：hauzzy163收稿日期:2008-04-16接受日期:2008-06-28190中国生态农业学报200917卷即使在正常的栽培管理状况下，也会出现生长势变合作用的结果，包括土壤的传染性病害、理化性状弱、产量降低、品质下降、病虫害严重的现象，劣变、植物化感物质等引起的自毒作用。现已认为连作障碍Continuouscroppingobstacles。在日本称植物化感自毒是导致植物连作障碍的主要因子之为“忌地”现象、连作障害或连作障碍，欧美国家称2。之为再植病害Replantdisease或再植问题Replant1.2植物化感与化感自毒作用1problem，我国常称“重茬问题”。无论是粮食作物、植物化感作用是指一种活体植物供体，Donor油料作物、蔬菜、药用植物还是人工林和园艺作物产生并以挥发Volatilization、淋溶Leaching、分泌都不同程度地存在连作障碍和“茬口”问题。重茬Excretion释栽培造成相同病虫害的猖獗，植物的抗逆能力下降，放次生代谢物而影响邻近伴生植物杂草等受体，4产量和品质下降，严重者导致植株死亡。据报道Receiver生长发育的化学生态学现象。受体和供体由于人参、西洋参是严重忌连作药用植物，为实现为同种植物时产生抑制作用的现象，为植物的化感hm森林，自毒作用Allelopathicautotoxicity，即植物自身的抚松、靖宇、集安等老参区已基本无林可伐；虽然分泌物，其茎、叶的淋溶物及残体分解产物所产生栽种参的同时还林，但由于树种单一，造成生物多的有毒物质累积较多抑制根系生长，降低根系活性，样性丧失、水土流失明显增加、涵养水源能力降低、改变土壤微生物区系的作用，这种作用有助于病原土壤肥力下降、森林生态平衡失调等一系列生态问菌的繁殖，并导致作物生长不良、发病、死亡89。题，对长白山的生态环境已构成严重威胁。据化感作用在作物连作障碍中的表现尤其显著，水稻、友等报道5，用重茬地继续栽种人参一玉米、小麦、高粱、向日葵、大豆、棉花、油菜等后存苗率降至30％以下，有大约70％土地上的人参都具有化感作用。这些作物的化感作用不仅表现在须根脱落、烧须，根周皮烂红色、长满病疤，致使种间，种内的自毒效应也非常强烈，自毒是导致植人参地上部分死亡，有的地块几乎全部绝苗。因此， 物连作障 碍的主要因子之一 2。老参地连作障碍问题成为一直困扰参业发展的重大 中国早在 两千多年前的秦汉时期就有了关于化技术难题。三七〔Panax notoginseng Bark 感现象的记载，如早在西晋，杨泉的《物理论》已Chen〕生长环境特殊，种植区域受限，且存在严重 有“芝麻之于草木，犹铅锡之于五金也，性可制耳”的连作障碍 三七连作最突出的表现是“病多，的记载。《齐民要术》则主张把芝麻安排在“白地”、 产量低”，连作地根腐病的发病率平均为 23.9，相 即在休闲地或开荒地上种植，正 是利用了芝麻能够当于新栽地的 3.5 倍，且随着连作年限延长，根腐 10 《本草乘 11载有“种抑制杂草生长的特性。病发病越重。连作表现为植株基本全部 死亡，缩短 植之后，其土便苦，次年止，可种牛膝。再二年，轮作年限则表现为发 病严重和保苗率低等现象，致 可种山药。足十年，土味转甜，始可复种地黄。否使 产量低、质量差。而利用开垦新地和非寄主作物 则味苦形瘦，不堪入药也”，这是 对地黄种植不能重轮作或休闲 810 年以上是传统解决这一问题最有 茬的首次记 载。然而，这只限于现象上的描述和农效的方法 7。地黄Rehmannia glutinosa Libosch. 业生产上的经验性应用，并未对其作用机理进行定玄参科多年生草本植物，怀地黄是我国著名的“四大怀药”之一，存在严重的连作障碍，同一块地间隔 性和定量的 研究 12 。真正深入研究仅是最近几十年810 年方可再植，严重制约了地道产区的 发展 来的事情13。 1937 年奥地利科学家 Molish 首次 从在黄淮海平原中药 材金银花 GAP 基地，连续种植忍 提出了“化感作用”一词，到 1994 年《Allelopathy 冬Lonicera japonica Thunb.30 年以上，在原地换茬 Journal》创刊和国际植物化感作 用学会International再植，也会出现新植幼株生长衰弱、根系生长不良、 Allelopathy Society，IAS的成立，标志着植物化感新梢短或小老树状，产花蕾量严重下降。近 10 作用已形成独立的学科体系。国内关于化感作用的来，中药材农业生产的迅速发展，连作问题越来越 研究起步较晚但发展迅速， 20 年来不仅对植物化 近突出。 连作障碍已成为一个广泛存在、危害严重的 感机制等研究有所突破，特别是针对我 国农业生产生产问题。 的实际，对大豆、水稻和保护地蔬菜栽培中的连作 连作障 碍形成及加重的原因复杂多样，各因素 障碍研究取得重要成果 1213 ，但对药用植 物连作障相互关联相互影响，是植物-土壤系统内多种因素综 碍研究尚属起步阶段。 药用植物的化感自毒作用与连作障碍1912 药用植物的化感自毒 作用 叶肉细胞中储存；金鸡纳属Cinchona奎宁和奎宁丁 只存在于树皮中；辣椒 Capsicum spp.中的辣椒素只 药用植物栽培实际上是药用植物作物群体的 有在生殖 生长后期才能在果皮中合成并积累；番红管理，栽培的目的不是追求个体的无限生 长，而是 花Crocus sativus的色素成分主要存在于花柱和柱在单位面积的土地上，获 得安全、有效、产量较高 Papauersomniferum 花的药材农产品。田间药用植物个体间通过雨雾淋 Catharanthus roseus的生物碱储存在乳汁管