太子参残茬化感作用的初步研究

任永权++雷芸++李秋芳++周江菊

摘要：通过添加太子参（Pseudostellaria heterophylla）粉碎茎叶和块根来模拟残茬对太子参的影响，从化感作用的角度研究太子参连作障碍的成因。结果表明，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化感自毒作用，化感作用可能不是太子参连作障碍的成因。

关键词：太子参（Pseudostellaria heterophylla）；连作障碍；化感作用；残茬

中图分类号：R282.2 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2015）11-2628-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.11.017

A Primary Study on Allelopathy of the Residues in Pseudostellaria heterophylla

REN Yong-quan， LEI Yun， LI Qiu-fang， ZHOU Jiang-ju

（Institute of Environment and Life Science， Kaili University， Kaili 556011， Guizhou， China）

Abstract：Crushed shoot and root were added to test the effects of simulated residues and to evaluate the cause of continuous cropping obstacle in Pseudostellariae heterophylla from the aspect of allelopathy.The results showed that stems and leaves improved the growth of both seed and root seedlings， and there were not significant effects of sterilization on parameters in root seedling，while sterilization improved the single root biomass in seed seedling in P. heterophylla.Crushed root also improved the growth of root seedling to some extend，while differences between treatment of crushed root and CK were not significant.Autotoxicity is not identified in residues，and allelopathy seems not to be a cause of continuous cropping obstacle in P. heterophylla.

Key words： Pseudostellaria heterophylla； continuous cropping obstacle； allelopathy； residue

太子参是民间公认的补益中药，其以石竹科植物异叶假繁缕（Pseudostellariae heterophylla）的干燥块根入药，具有益气健脾、生津润肺之功效[1]。目前太子参在贵州、福建、安徽、江苏、山东等省均有大面积栽培，但种植实践中连作现象非常普遍，连作障碍问题极其突出，造成产量和品质明显下降[2]。连作障碍是药用植物栽培中普遍存在的问题，大多数根类药材如人参、地黄、三七、黄连、当归等都存在不同程度的连作障碍现象[3]，严重制约着中药材产业的可持续发展，成为亟待解决的关键问题。连作障碍的成因极其复杂，它涉及土壤养分和土壤理化性质[4，5]、根际微生物[5，6]和化感作用[7，8]等多个方面。

植物通过分泌、淋溶和分解等方式产生化感物质，进而影响植物自身或其他植物生长发育的化学生态学现象称为化感作用。连作土壤中的化感物质不仅对植物的生长发育产生直接的自毒作用[7-9]，还可能通过影响土壤微生物而产生间接效应[6，10，11]，而药用植物的活性成分与化感物质的同源性更是加重了药用植物栽培中的连作障碍[3]。

化感作用是造成连作障碍的重要原因，但目前多用秸秆和连作土壤的浸提液来研究化感作用，关于太子参化感作用的研究也仅见太子参和连作土壤水浸液影响种子萌发和幼苗生长的报道[12，13]。本研究考察添加粉碎茎叶和块根对太子参种子苗和块根苗的影响，从化感作用的角度探讨太子参连作障碍的成因，为太子参产业的可持续发展提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

太子参种子、茎叶和块根种参分别于2012年5月、7月和12月购于贵州省黄平县一碗水乡石坡村。种子自然风干后装于纸袋中备用，茎叶则晒干备用。所购种参除用于盆栽外，还在大田中进行小规模种植，收获用于粉碎块根添加盆栽试验的种参和干燥块根。栽培用土取自未曾栽培过太子参的地块，容器为内径18 cm，高15 cm的圆形陶土盆，每盆装土3 kg。

1.2 试验方法

1.2.1 茎叶和块根的粉碎与添加 2012年12月同时采用种子苗和块根苗考察添加粉碎茎叶对太子参的影响。用手提式密封粉碎机粉碎晒干的太子参茎叶，粉碎时间30 s，将得到的粉末用纸袋分装，每袋50 g。茎叶添加试验设置直接添加和灭菌添加2个处理，以不添加做为对照。直接添加时，称量3 kg混匀的栽培用土，加入50 g粉碎茎叶混匀后再装入盆中。灭菌添加处理中的粉碎茎叶则经121 ℃灭菌30 min，与栽培用土混匀后装盆。2013年12月采用块根苗考察添加粉碎块根对太子参的影响。粉碎块根的添加试验只设置每盆添加50 g粉碎块根的处理，以不添加作为对照，粉碎和添加过程同粉碎茎叶添加试验方法。endprint

1.2.2 太子参种子和块根的播种 盆栽试验在凯里学院生态园温室中进行。为考察添加太子参粉碎茎叶对其种子苗和块根苗的影响，2012年12月16日进行种子和块根的播种。种子播种时每盆播5粒，浅土覆盖，块根播种时每盆播2根。播种块根时先从盆内倒出约5 cm厚的一层土，将两个种参反向水平放入盆里，然后用倒出的土覆盖种参。2013年3月10日对太子参间苗，每盆保留长势相对一致的一株。2013年12月15日，每盆播种2根块根，考察添加粉碎块根对太子参块根苗的影响，播种和间苗方法同前。每个处理设5盆重复，随机排列，保持约10 cm的盆间距，使太子参生长过程中互不遮挡。

1.2.3 日常管理与采收 在种植太子参期间，适时开启喷灌设备进行喷雾式浇水，打开遮阳网并保持温室顶窗和侧窗的开放，必要时开启风机通风降温。常规人工除草，及时喷洒农药进行病虫害防治。2013年7月10日至2014年7月12日，当大部分太子参叶片开始变黄时，采收太子参。将盆中的土倒出，拣出太子参全株，统计太子参的分根数。用鼓风干燥箱60 ℃烘干24 h后，用电子天平分别称量太子参地上部分和地下部分的干重。

1.3 数据处理

数据用SPSS统计软件进行统计分析。2013年7月获得的茎叶粉碎物添加试验数据用单因素方差分析，处理间差异在5%的显著度上进行LSD检验或Tamhanes T2检验（方差不齐）。2014年7月获得的添加粉碎块根试验数据用t检验。

2 结果与分析

2.1 添加太子参粉碎茎叶对其种子苗的影响

添加粉碎茎叶对太子参种子苗的总生物量、茎叶生物量、根生物量、分根数和单根生物量均产生了极显著的影响（表1，P<0.01）。添加粉碎茎叶后，太子参种子苗的总生物量、茎叶生物量、根生物量、分根数都显著高于对照（P<0.05），且粉碎茎叶灭菌与否对太子参种子苗的总生物量、茎叶生物量和根生物量没有影响。直接添加粉碎茎叶时，太子参种子苗的分根数显著高于添加灭菌粉碎茎叶的处理（P<0.05），而单根生物量则和对照无显著差别。直接添加处理和对照的单根生物量都显著低于添加灭菌粉碎茎叶的处理（P<0.05）。

2.2 添加太子参粉碎茎叶对其块根苗的影响

添加粉碎茎叶对太子参块根苗的生长也有促进作用，对太子参块根苗的总生物量、根生物量和单根生物量的影响都达到了显著水平（表2，P<0.05）。添加粉碎茎叶后，太子参块根苗的总生物量、根生物量和单根生物量都显著高于对照（P<0.05），且灭菌与否对太子参块根苗的各项指标的影响均没有达到显著水平。直接添加粉碎茎叶时，太子参种子苗的分根数略高于添加灭菌粉碎茎叶的处理，而单根生物量略低于添加灭菌茎叶粉碎物的处理。在分根数和单根生物量指标上，块根苗和种子苗的趋势是一致的。

2.3 添加太子参粉碎块根对其块根苗的影响

块根粉碎物对太子参块根苗生长的促进作用不及茎叶粉碎物。添加粉碎块根后，太子参块根苗的总生物量、茎叶生物量、根生物量、分根数和单根生物量均高于对照，但差异都没有达到显著水平（表3，P>0.05）。

3 小结与讨论

本研究通过添加太子参粉碎茎叶和块根来模拟残茬对太子参的影响，结果表明残茬对太子参的生长发育并没有化感自毒作用。太子参茎叶和根的水浸液对种子萌发和幼苗生长表现出一定的抑制作用[12，13]。太子参块根和茎叶添加到土壤中以后，一方面可能产生化感物质抑制太子参生长，另一方面通过分解转化为养分促进生长，而两方面综合作用的结果是对太子参的生长发育表现出不同程度的促进作用。太子参块根干燥后只有少许须根自然掉落，块根的生物量基本上等同于产量，而分根数和单根生物量是产量的构成要素。无论是添加粉碎的茎叶还是块根，都能促进太子参产量构成要素的提高。

中药材的化感自毒物质存在部位差异性，而活性成分与化感物质的同源性造成根类药材中根的自毒作用最强[3，7]。添加粉碎茎叶对太子参块根苗的生长产生了显著的促进作用，而添加粉碎块根对块根苗的促进作用并不显著，可能与化感物质的部位差异性有关。幼苗期是化感作用的敏感时期[14]，添加粉碎的茎叶对太子参块根苗和种子苗都有促进作用，但对种子苗的促进作用更加明显，进一步说明了至少太子参地上部分残茬没有化感自毒作用。灭菌能促进残茬分解转化为养分[15]，与直接添加粉碎的茎叶相比，灭菌后添加能促进太子参养分吸收和块根生长，提高太子参的单根生物量。

化感作用随着秸秆还田量的增加表现出一定的浓度效应，较高浓度才表现出明显的自毒作用[16]。本试验中每盆太子参茎叶和块根的生物量均不到2 g，远低于每盆50 g的添加量，实际生产中太子参残茬的自毒作用基本上可以忽略，化感作用可能不是太子参连作障碍的成因。连作障碍与土壤微生物群落结构的恶化有关[17，18]，而化感物质能促进有害微生物的生长[6，10，11]，加重连作障碍。本研究采用新茬土考察太子参茎叶和块根的化感作用，证实太子参残茬没有直接的自毒作用，但本研究的结果不能简单推广到连作土壤，关于太子参残茬对连作土壤微生物群落结构的影响还需要进一步研究。

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