太子参连作障碍的成因及其缓解措施

Continuous cropping obstacle is common in agriculture,and induces the reduction in yield and degeneration in quality of crops. The causes of continuous cropping obstacle are complicated, which involve soil nutrient, physical and chemical properties of soil, disease, rhizospheric microorganism, allelopathy, etc. Root of Pseudostellariae heterophylla has become bulk medicinal material in traditional Chinese medicine. Planting area of Pseudostellariae heterophylla extended with the increasing price of this medicinal herb. However, continuous cropping obstacle has a strong impact on the industry development of Pseudostellariae heterophylla. The causes of continuous cropping obstacle in Pseudostellariae heterophylla are still unknown. The main purposes of this study are to: (1) Evaluate effects of allelopathy on seed germination, growth and development, yield and quality of Pseudostellariae heterophylla; (2) Prove up whether nutrient depletion is a main cause of continuous cropping obstacle in Pseudostellariae heterophylla; (3) Compare effects of temperature and time for soil heating on Pseudostellariae heterophylla; (4) Investigate the roles of cropping system，fungicide and arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) play in mitigating continuous cropping obstacle in Pseudostellariae heterophylla. This project has important significance in theory and practice. Successful project execution will contribute to understanding the causes, and taking effective measures to mitigate continuous cropping obstacle in Pseudostellariae heterophylla. Findings obtained in this project can be introduced into productive practice directly, and offer reference to research on continuous cropping obstacle in other crops.

连作障碍是农业生产中普遍存在的问题，连作导致作物产量降低、质量变劣，故称"障碍"。连作障碍的成因极其复杂，它涉及土壤养分、土壤理化性质、病害、根际微生物、化感作用等多个方面。太子参已经成为常用大宗中药材，种植面积日益扩大，价格持续走强，但连作障碍严重影响了太子参产业的发展。到目前为止，造成太子参连作障碍的具体原因尚不清楚。本研究的目的在于：（1）考查化感作用对太子参种子萌发、生长发育、产量和品质的影响；（2）探明营养因素是否是造成太子参连作障碍的主要原因；（3）比较土壤热处理温度和处理时间对太子参的影响；（4）研究耕作方式，杀菌剂应用和菌根真菌接种等栽培措施对缓解连作障碍的作用。本项目的实施将有助于理解太子参连作障碍的成因，进而提出有效的调控措施，具有重要的理论和实践意义。研究结果将能直接应用于生产实践，并为其它作物的连作障碍研究提供借鉴。

连作障碍是农业生产中普遍存在的问题，连作导致作物产量降低、质量变劣。连作障碍的成因极其复杂，它涉及土壤养分、土壤理化性状、病害、根际微生物、化感作用等多个方面。太子参是常用大宗中药材，种植面积日益扩大，但连作障碍问题日益突出，严重影响了太子参产业的发展。本项目从化感作用、土壤热处理、营养元素、病原菌和耕作制度等方面，比较系统地研究了太子参连作障碍的成因及其缓解措施。主要取得了以下结果：.1. 添加粉碎茎叶能促进太子参种子苗和块根苗的生长；茎叶灭菌对太子参块根苗的各项指标均没有显著影响，但能显著提高种子苗的单根生物量；粉碎块根对太子参块根苗生长也有一定的促进作用，但各项指标与对照的差异不显著。残茬对太子参的生长发育没有直接的自毒作用，化感作用可能不是太子参连作障碍的成因。.2．热处理新茬土壤对太子参产量的促进作用不显著，而热处理15年和8年连作土壤后，太子参产量最高分别可以增长545.16%和139.29%。连作土壤经60°C处理6 h，或在较高温度（90°C或120°C）下处理3 h即有显著的效果。土壤热处理可能是通过抑制连作土壤中的有害微生物而缓解了太子参的连作障碍，提高了太子参的产量。.3. 施肥显著促进了连作太子参的生长，特别是微量元素和钾肥对维持连作太子参的正常生长和稳产的意义重大。但施肥的效果远比不上土壤热处理，说明太子参连作障碍的成因并非营养缺乏，而应更多归结于生物因素。.4. 在太子参病株上分离和鉴定出的病原菌有互隔文链孢霉（Alternaria alternata）、立枯丝核菌（Rhizoctonia solani）、茄匐柄霉（Stemphylium solani）和尖孢镰刀菌（Fusarium oxysporum）。这些病原菌导致的病害为太子参立枯病、太子参褐斑病和太子参腐烂病。芽孢杆菌(Bacillus spp.) GH18菌株对病原菌立枯丝核菌（R. solani）和病原菌互隔文链孢霉（A. alternate）的抑菌效果显著。.5. 套作处理极显著地提高了太子参的根茎比，显著地提高了太子参产量；且套作大豆和玉米对提升太子参产量的效果相当；套作对太子参的增产作用主要是通过增加太子参的分根数来实现的。实际生产中可选择合适的作物与太子参套作，提高太子参产量，并获取更大的综合收益。