高寒区轮作模式对当归田土壤特性及药材产量的影响

袁洪超，郭凤霞*，陈垣,2*，白刚，梁伟

(1.甘肃农业大学生命科学技术学院，农学院，甘肃省中药材规范化生产技术创新重点实验室，甘肃省药用植物栽培育种工程研究中心，甘肃省干旱生境作物学重点实验室，甘肃 兰州 730070；2.甘肃省特色药用植物资源保护与利用工程实验室，甘肃省特色药材规范化可追溯栽培工程技术研究中心，甘肃天士力中天药业有限责任公司，甘肃 定西 748100)

当归(Angelicasinensis)为伞形科三年生草本药用植物，以干燥根入药，又名岷归，具润肠通便、调经止痛、补血活血等功效，是我国大宗中药材品种之一[1]。当归对土壤和气候条件的要求很严格，适宜排水良好，中性或微酸性、有机质含量高的黑土类和褐土类[2]，野生资源在甘肃西南部阴湿的高海拔地带有极少量分布[3]，药源主要为栽培品，西北地区是我国当归的主产区。甘肃岷县、卓尼、漳县和宕昌一带是我国优质当归的地道产区，已有1500多年栽培史，年产量和销售量均占全国的90%以上[4]，所产当归品质最佳，享誉海内外，于2001年6月被中国特产之乡推荐暨宣传活动组织委员会命名为“中国当归之乡”。

随着中医药现代化的发展，对当归需求量剧增，大量种植造成连作比例不断提高，土壤环境逐年恶化，根病加重[5]，主产区适宜当归种植的土地资源迅速退缩，道地产区环境出现变迁趋势。前人对轮作效应的研究广泛而深入，研究表明由于连续种植同一种植物或者近缘植物会导致土壤养分异常积累或者过度消耗，病原微生物迅速繁衍，化感抑制物质积累，土壤微生物种群结构失调，引发作物品质及产量下降[6-8]。张丽莉等[9]研究发现，轮作是影响土壤质量以及可持续发展的重要种植模式之一，合理轮作可改变土壤理化性质、提高土壤肥力。高菊生等[10]研究表明，在水稻(Oryzasativa)种植过程中，绿肥作物与双季稻轮作种植可以显著提高水稻产量，且长期双季稻绿肥轮作土壤有机质显著增加。不同植物轮作模式还可缓解连作障碍，改善土壤微生态环境。连作会导致产量与质量下降，病害加重[11-13]。由于同种或者同科植物有一定的亲缘关系，其产生的代谢物质可能会对其同科植物产生毒副作用。不同作物轮作具有改良土壤理化性质，改善土壤生态环境等优点[7]。近几年对当归栽培茬口的研究也开始引起关注，王田涛等[12]在连作条件下研究了间作模式对当归生长特性和产量的影响。王华丽[14]研究了不同作物的茬口特性。梁伟等[15]在培育茬口的基础上研究发现，高寒区在不同茬口栽培当归，田间杂草种群和多样性也是引起当归栽培成效的主要原因，但至今尚缺对高寒区当归轮作栽培效应的深入系统研究，当归高效轮作模式的选择尚不明确，因此，在甘南州通过定向种植作物，培育轮作茬口的基础上再行栽培当归，系统研究不同作物轮作栽培当归对土壤特性及药材产量的影响具有重要意义，可探寻出高寒区适宜当归栽培的轮作模式，为科学合理栽培当归和生态优化管理利用提供科学依据，促进我国道地产区当归的可持续化发展。

1 材料与方法

1.1 试验区概况

试验设在甘肃省甘南州卓尼县扎古录镇麻路村(E 103°10′51.77″，N 34°39′18.62″)。试验区海拔2835 m，年均气温4.6 ℃，年日照时长2186 h，平均降水量584 mm，无霜期90～119 d，属于高寒阴湿区，为当归传统道地产区。2015年4月至10月下旬日均最高气温19.77 ℃，最低气温6.27 ℃，试验地2013年种植柴胡田，土壤有机质含量为2.16%，全氮1.66 g·kg-1，全磷0.467 g·kg-1，全钾17.5 g·kg-1[14-15]。

1.2 轮作茬口培育

轮作茬口培育试验采用单因素随机区组试验设计，作物茬口因素分为3个水平，即2013年在卓尼县扎古录镇麻路村种植药用植物柴胡(Bupleurumchinense)匀田基础上，2014年将试验地划分为3个区组(重复3次)，区组长10 m，宽1 m，每区组划分为3个小区, 小区面积3 m×1 m，小区间距50 cm，分别随机种植当归、羌活(Notopterygiumincisum)和秦艽(Gentianamacrophylla)，以培育当归(DG)、羌活(QH)和秦艽(QJ)轮作茬口土壤环境[14-15]。均采用苗栽移栽，株行距均为25 cm。除种植作物不同外，其他田间管理均一致。药材成熟期2014年10月10日用叉锨逐区采挖[14]，收获后维持小区自然状态越冬，备用于次年不同轮作茬口当归栽培试验。

1.3 不同作物轮作茬口当归栽培试验

不同作物茬口轮作当归均采用双苗穴栽栽培。苗栽移栽于2015年4月22日在上述培育的对应轮茬口小区进行，试验设计与茬口培育试验一致，以当归连作重茬口为对照，即按上年小区编号逐区进行当归移栽，穴距25 cm。除轮作茬口不同外，田间农事操作管理均一致。移栽前每小区施复合肥料(N∶P2O5∶K2O=19∶15∶6)145.0 g，整个生育期不施除草剂，其他管理同大田。

上述轮作茬口培育和不同作物轮作茬口栽培当归苗均选用当归道地育苗基地-岷县禾驮乡红花沟生荒地育成苗栽，秦艽和羌活苗均为卓尼县甘肃农业大学与佛赐藏中药材有限公司育苗基地育成苗栽。

1.4 不同作物轮作当归田土壤取样及分析

在不同作物茬口进行当归栽培，可构成当归-当归连作田(DG-DG)、羌活-当归轮作田(QH-DG)和秦艽-当归轮作田(QJ-DG)土壤系统。当归生长发育盛期8月28日和收获期10月22日采用土钻在各轮作重复小区中央分别挖取0～20 cm土样，取样后立即装入铝盒(直径5 cm)带回实验室，采用称重烘干法测定土壤含水量[16]。

2015年8月28日测定土壤含水量的同时，采用“S”形3点随机取样等量混合法，在各小区另挖取0～20 cm土样，混合后作为该小区土壤样品，装入自封袋编号运回实验室，在室内摊开自然风干后过筛，备用于土壤理化性质测定。

土壤理化特性测定于2015年10月1日在甘肃农业大学土壤化学实验室进行。土壤pH采用电极法(雷兹PHS-3C)测定，电导率采用电导仪(DDS-307)测定，有机质采用重铬酸钾硫酸氧化-外加热法测定，全氮采用半微量凯氏法测定，全钾采用碱熔-火焰光度法测定，全磷采用碱熔-钼锑抗比色法测定，速效钾采用NH4OAc浸提-火焰光度法测定，速效磷采用碳酸氢钠法[16]。

1.5 不同作物轮作当归药材产量测定

苗栽返青结束按轮作重复小区依次统计返青成活株数，2015年10月22日土样取样结束，按小区采挖全部当归药材，计取数量，测定药材鲜产量，计算成药株率或成药率。

成药率=(药材根数/返青株数)×100%

1.6 统计分析

采用Excel绘制图和处理平均数间的t检验。采用SPSS 19.0软件进行方差分析、性状间的相关分析、主成分分析和聚类分析。方差分析多重比较选用Duncan法，聚类分析采用分层聚类法(Hierarchical cluster)。

对当归轮作模式的综合评价采用苏李维等[17]的方法进行，即首先在主成分分析基础上取初始特征根大于1的各指标主成分值，计算各指标的权重(Wj)，然后计算隶属函数值，最后估算综合指数(comprehensive index, CI)。

Wj=∑(Cl,j×VPl)/∑∑(Cl,j×VPl)
R(Xij)=(Xij-Xjmin)/(Xjmax-Xjmin)
RR(Xij)=1-(Xij-Xjmin)/(Xjmax-Xjmin)
CIj=∑[R(Xij)×Wj]

式中，Cl,j表示第j个指标的第l主成分值，VPl表示第l主成分方差的百分率，Wj表示第j个指标的权重值。i表示不同轮作模式，j表示测定指标。R(Xij)表示i轮作模式j指标的隶属函数值，RR(Xij)表示i轮作模式j指标的反隶属函数值；Xij表示i轮作模式j指标的平均观测值；Xjmin表示所有轮作模式j指标的最小值；Xjmax所有轮作模式j指标的最大值。CIj为第i轮作模式j个指标的累计综合指数。

2 结果与分析

2.1 不同作物轮作栽培当归对土壤质地和土壤含水量的影响

图1显示，卓尼县不同作物轮作栽培当归田0～20 cm耕作层土壤外观具有明显的差异，秦艽-当归(QJ-DG)轮作土壤和DG-DG连作土壤质地较为细绵，色泽较深，QH-DG轮作土质坚硬，色泽较浅。

图2显示，在卓尼县不同作物轮作栽培当归，8月当归苗栽返青后进入生长旺盛期，田间耕层土壤含水量依次为QJ-DG>DG-DG>QH-DG，其中，QJ-DG轮作田土壤含水量最高，均高于当归连作(DG-DG)和羌活-当归轮作(QH-DG)田的水平，土壤含水量较DG-DG连作田提高1.23%(P>0.05)，较QH-DG轮作田提高15.37%(P<0.05)，而QH-DG轮作田较DG-DG连作田土壤含水量极显著降低12.26%(P<0.01)。

图1 卓尼县不同轮作栽培当归田耕作层土壤外观的比较(郭凤霞拍摄于2015年10月1日)Fig.1 Comparison of the cultivated layer of soils for A. sinensis in Aug. based on different rotations in Zhuoni County (Guo F X took pictures, Oct. 1, 2015) A:当归连作土壤DG-DG continuous-cropping soil；B:羌活-当归轮作土壤QH-DG rotation soil；C:秦艽-当归轮作土壤QJ-DG rotation soil.

图2 卓尼县不同轮作栽培当归田耕作层土壤含水量的比较Fig.2 Comparison of water content in cultivated soils for A. sinensis in August in Zhuoni County based on different rotations 不同大、小写字母分别表示处理间差异达到0.01和0.05显著水平。下同。Different capital or small letters indicate significant difference at 0.01 or 0.05 level respectively. The same below.

图2还显示，不同作物轮作模式对当归药材采挖前(10月)田间土壤含水量也具有极显著影响，影响程度因轮作模式的不同而异。与生长盛期不同的是在当归药材收获期，不同轮作模式条件下，当归栽培田耕作层土壤含水量依次为DG-DG>QH-DG>QJ-DG，且显著性达到极显著水平(P<0.01)，其中，QJ-DG当归轮作田耕作层土壤含水量较DG-DG连作田极显著性下降20.14%(P<0.01)，较QH-DG轮作田土壤含水量极显著下降13.02%(P<0.01)，QH-DG轮作田土壤含水量较DG-DG连作田显著降低8.18%(P<0.05)。土壤含水量的季节反向变化表明，DG-DG连作模式条件下，栽培当归生长盛期土壤含水量低，药材采挖期土壤水分含量却高，而QJ-DG轮作模式条件下正好相反，当归生长盛期土壤含水量高，药材采挖期含水量却低，说明当归连作和羌活-当归轮作模式药材生长后期土壤纳水力较强。

2.2 不同作物轮作栽培当归对土壤酸碱度的影响

图3 不同轮作模式对土壤pH的影响Fig.3 Effect of different rotation patterns on soil pH

pH是衡量土壤酸碱度的主要指标，图3显示不同作物轮作当归田0～20 cm土层土壤pH具有极显著差异，差异程度因轮作模式的不同而异。各轮作当归栽培田土壤pH值依次为QH-DG>QJ-DG>DG-DG，其中，QH-DG轮作模式较DG-DG和QJ-DG轮作模式土壤pH分别提高4.41%(P<0.01)和5.39%(P<0.01)，土壤pH>7.7，而QJ-DG与DG-DG轮作模式土壤pH差异性不显著(P>0.05), 土壤pH为7.3～7.4(图3)。

2.3 不同作物轮作栽培当归对土壤总养分含量的影响

图4显示，不同轮作模式下，土壤有机质含量依次为DG-DG>QJ-DG>QH-DG。与当归连作相比较， QH-DG和QJ-DG轮作模式条件下，土壤有机质含量均有降低趋势，且降低程度均达到极显著水平(P<0.01)，其中，QH-DG轮作模式下有机质含量降低了18.52%(P<0.01)，QJ-DG轮作模式下降低了6.96%(P<0.01)。QJ-DG轮作栽培当归田土壤有机质较QH-DG轮作田的水平提高14.19%(P<0.01)。

图4 不同轮作模式对土壤总养分的影响Fig.4 Effect of different rotation patterns on soil total nutrients

土壤全氮、全磷和全钾是衡量土壤养分基础肥力的重要指标。图4还显示，不同作物轮作当归条件下，药材根发育关键时期土壤全氮含量依次为DG-DG>QH-DG>QJ-DG。与DG-DG连作相比较，QJ-DG和QH-DG轮作田土壤全氮含量均极显著降低(P<0.01)，较DG-DG分别降低21.47%(P<0.01)和18.58%(P<0.01)。不同模式下土壤全磷含量依次为QH-DG>DG-DG>QJ-DG，QJ-DG轮作田土壤全磷含量均极显著低于QH-DG轮作和DG-DG连作田的水平(P<0.01)，而DG-DG与QH-DG轮作田全磷含量无显著差异。不同模式下土壤全钾含量变化趋势与全氮量基本一致，轮作田全钾含量依次为DG-DG>QH-DG>QJ-DG， QJ-DG和 QH-DG轮作模式下全钾含量均有降低趋势，较DG-DG连作田土壤分别降低了9.32%(P<0.01)和3.90%。

2.4 不同作物轮作栽培当归对土壤速效养分含量的影响

图5表明，不同作物轮作栽培当归田土壤速效磷含量依次为DG-DG>QH-DG>QJ-DG。与DG-DG连作田相比较，QH-DG和QJ-DG轮作田土壤有效磷含量均有极显著性降低趋势(P<0.01)，QJ-DG轮作田较DG-DG降低了21.86%(P<0.01)，QH-DG轮作田较DG-DG降低了13.99%(P<0.01)。不同轮作模式下土壤速效钾含量变化趋势与速效磷相似，DG-DG连作田土壤有效钾含量最高，但QH-DG和QJ-DG轮作田土壤有效钾含量间的差异性不显著，两者均极显著低于DG-DG连作田的水平(P<0.01)。各轮作田土壤有效钾含量依次为DG-DG>QJ-DG>QH-DG。其中，QJ-DG轮作田土壤有效钾含量较DG-DG连作田降低了38.56%(P<0.01)，QH-DG轮作田较DG-DG连作降低了42.51%(P<0.01)。

图5 不同轮作模式对土壤速效养分的影响Fig.5 Effect of different rotation patterns on readily available nutrients of soils

2.5 不同作物轮作栽培当归成药率和药材产量的影响

图6显示，不同作物轮作对当归返青株成药率和药材产量均具有显著影响(P<0.05)。各轮作田当归成药株率依次为QJ-DG>DG-DG>QH-DG，其中QJ-DG模式下当归死亡率和早期抽薹率均最低，成药率在50%以上，较DG-DG连作田成活率提高94.10%(P<0.01)，较QH-DG轮作田提高183.77%(P<0.01)。羌活茬轮作当归死苗率最高，田间缺苗断垅明显。各轮作田当归单根产量和药材总产量变化均与成药株率趋势基本一致，依次为QJ-DG>DG-DG>QH-DG。QJ-DG轮作下当归药材根个体大，个体产量高，单根重较DG-DG连作提高53.46%，较QH-DG提高59.03%。QJ-DG轮作当归药材鲜产量较DG-DG连作提高125.56%，较QH-DG轮作提高145.25%，同科QH-DG轮作和DG-DG连作下当归药材单根鲜重和鲜药材产量差异性均不显著(P>0.05)。

相关分析表明(表1)，不同作物轮作条件下，8月当归生长盛期土壤含水量与季节水分变化量呈显著负相关(P<0.05)，与pH负相关不显著(P>0.05)。10月当归药材采挖期土壤含水量与土壤含水量季节变化量呈显著正相关(P<0.05)，与全钾、速效钾呈显著性正相关(P<0.05)，与全氮、全磷、速效磷均呈极显著正相关(P<0.01)，而与成药率和单根鲜重均呈显著(P<0.05)负相关，与药材鲜产量的负相关达极显著水平(P<0.01)。土壤水分季节变化量与单根鲜重呈显著负相关(P<0.05)，与成药率和药材鲜产量均呈较大负相关。pH与产量因子均呈负相关，与成药率相关性达显著水平(P<0.05)，与有机质呈极显著负相关(P<0.01),与全磷呈显著正相关(P<0.05)。土壤有机质与全氮和速效钾呈显著正相关(P<0.05)，与全钾、速效磷含量及产量因子均呈正相关。全氮与全钾呈显著性正相关(P<0.05)，与速效磷和速效钾均呈极显著正相关(P<0.01)。全磷与全钾、速效磷呈显著正相关(P<0.05)，与单根重呈显著负相关(P<0.05)，与成药率和药材产量呈极显著负相关(P<0.01)。全钾与速效磷呈极显著正相关(P<0.01)。速效磷与速效钾呈极显著正相关(P<0.01)，两者均与产量因子呈较大负相关。成药率与单根重呈显著正相关(P<0.05)，与药材产量呈极显著正相关(P<0.01)，单根重与药材产量呈显著正相关(P<0.05)。

图6 不同轮作模式对当归药材根单根鲜重与药材产量的影响Fig.6 Effect of different rotation patterns on fresh weight of A. sinensis single and medical yield

性状 Indicatorsx1x2x3x4x5x6x7x8x9x10x11x12x13x11x2-0.1701x3-0.739*0.790*1x4-0.2110.2850.3261x50.2060.2450.039-0.845**1x6-0.1110.838**0.642-0.2360.691*1x7-0.0440.844**0.6040.656*-0.1850.5051x80.1120.760*0.450-0.1890.2030.693*0.696*1x9-0.0210.872**0.610-0.0100.5040.938**0.691*0.826**1x10-0.0500.777*0.563-0.2800.711*0.954**0.4510.6130.913**1x110.062-0.689*-0.509-0.742*0.377-0.278-0.877**-0.598-0.510-0.3311x120.392-0.753*-0.759*-0.6500.251-0.430-0.714*-0.445-0.496-0.3980.731*1x130.112-0.811**-0.624-0.6330.184-0.450-0.872**-0.647-0.634-0.4540.913**0.766*1

n=9，R0.05=0.666，R0.01=0.798.x1:8月含水量Water content in Aug.;x2:10月含水量Water content in Oct.;x3:水分变化量Water content variable;x4:pH;x5:有机质 Organic matter;x6:全氮 Total N;x7:全磷 Total P;x8:全钾 Total K;x9:速效磷 Available P;x10:速效钾 Available K;x11:成药率 Medicine rate;x12:单根重 Single root fresh weight;x13:药材鲜产量 Medical fresh weight. *:P<0.05,**P<0.01.

2.6 不同作物轮作栽培当归土壤理化特性与产量性能的综合因子分析

基于10个土壤理化特性和当归3个产量性状指标的主成分分析表明(表2)，前2个主成分的特征根均大于1，其贡献率分别为62.513%和37.487%，累积贡献率达100%，故提取第1～2主成分值的特征根和贡献率计算各指标的权重值。根据各指标隶属度值与权重，通过加乘法则，对各指标合成运算，对各作物轮作当归模式综评指数估算表明，不同作物轮作模式条件下当归药材综合评价指数大小依次为秦艽-当归轮作>羌活-当归轮作>当归-当归连作(表3)。

表2 不同作物轮作栽培当归田土壤理化性质与当归产量因子的主成分分析Table 2 Principal component analysis based on soil physicochemical properties and yield factors of A. sinensis cultivated in different crop rotations

表3 不同作物轮作栽培当归土壤特性与产量因子的隶属度值及综评指数Table 3 Memberships and comprehensive index of soil properties and yield factors of A. sinensis in different crop rotations

为了进一步明确3种轮作当归模式的差异性，将各轮作模式3个重复小区作为类，共9类，对测定指标系统聚类表明(图7)，不同轮作模式被划分为三大类，QJ-DG模式与DG-DG连作模式间的距离最远，QH-DG模式与DG-DG连作模式间的距离较近，各轮作模式内重复小区最为接近，这也进一步验证了隶属综合因子分析的结果。

图7 不同作物轮作当归模式的聚类分析Fig.7 Hierarchical cluster analysis of the different crop rotation patterns of A. sinensis Case1-3：当归连作模式DG-DG rotation pattern；Case4-6：羌活轮作当归模式QH-DG rotation pattern；Case7-9：秦艽轮作当归模式QJ-DG rotation pattern.

3 讨论

3.1 不同轮作模式可有效调控当归栽培田土壤含水量

土壤是各种环境综合因子长期作用的结果[18]。植物轮作可以改变土壤环境[19]。土壤水分变化量显著影响生物量的积累效率，一般在田间最大持水量的60%范围内，土壤含水量越高，植株生物量积累就越高。在一定范围内，水分含量升高对土壤微生物的活性也有显著影响，从而利于植物的生长发育[20]。本研究表明，不同作物轮作栽培当归田土壤持水力不同，秦艽轮作当归可有效调控土壤水分含量，在当归生长发育盛期土壤纳水力强，并有效阻碍水分蒸发，使土壤含水量维持在较高的水平，对植株生物量积累和当归药材根的膨大发育起着重要作用，但到当归生长发育后期，土壤含水量显著降低，有利于药材内含物的积累和分配，并增强抗逆性，而在相同的生态气候及田间管理条件下，当归连作土壤和羌活轮作当归土壤对水分的调控能力均较差，当归生长旺盛期土壤含水量低，成药后期土壤含水量却高，这可能也是羌活-当归轮作和连作条件下当归返青后死苗率高，成药率低的根源所在，因为营养生长期的干旱胁迫可诱发当归物候的转变，即从营养生长及早进入生殖生长，完成生活史而死亡。

3.2 不同轮作模式可改善当归栽培田土壤理化特性

土壤理化性质是土壤环境的重要指标，对植物的生长发育起着重要的作用。一般情况下有机碳含量增加，土壤结构改善，土壤营养元素也会随之增加，土壤肥力相应升高[21]。土壤有机质是土壤固相部分的重要组分，它与土壤矿物质共同作为植物营养的来源，直接影响和改变土壤的一系列物理、化学和生物学性质[22]，是微生物的碳源和氮源[23]，秸秆还田和轮作向土壤提供大量丰富多样的有机质[24]。土壤有机碳含量与土壤碳、氮、磷含量呈显著正相关，与土壤pH和容重呈显著负相关[25]。土壤理化性质也是评价土壤肥力的重要指标，如果土壤中这些指标出现降低趋势，说明土壤质量下降[26]。本研究发现，在连作当归模式下，土壤有机质含量虽高，但对养分的吸收效率最低，因为土壤全氮、全磷、全钾及速效磷和速效钾在营养生长旺盛期均处于最高水平，但当归药材产出性能并没有提高，当归成药率和药材产量均较低，说明作为可以直接被植物吸收利用的速效养分在此模式下没有发挥其营养作用，相反，土壤在营养期富含的磷反而促进了植物物候从营养生长向生殖生长的跃进，这也从当归连作和羌活轮作栽培当归的模式中得到进一步说明，情况不同的是羌活轮作当归田土壤有机质含量低，对土壤调控能力差，pH增高，这样土壤因素可能也是引起该模式下当归成药率低的原因之一，当归死亡率较高，反过来可能导致土壤有机质降低，因为土壤有机质的分解与光照强度有关，由于当归田间死亡率增加，株叶覆盖面积减少，土壤裸露面增加，使该模式下有机质分解加速。这也从秦艽-当归轮作模式中得到印证，该轮作模式条件下当归田土壤有机质积累最为明显，较王华丽[14]在秦艽田测定的土壤有机质显著增加。

3.3 合理轮作可有效提高当归成药株率和药材产量

生物量是衡量植物生长发育状况的重要指标，是研究植物生长规律的重要参数[22]，建立合理的栽培模式是传统改良土壤环境提高作物产量的方法之一。于高波等[11]研究表明，小麦(Triticumaestivum)和毛苕子(Viciavillosa)与黄瓜(Cucumissativus)轮作有利于缓解黄瓜连作障碍，改善土壤微生态环境，提高黄瓜产量。时安东等[27]研究表明，年内间作，年间就地轮作系统有利于减轻烤烟(Nicotianatabacum)连作障碍。合理的轮作倒茬可以有效地减缓或者降低连作障碍的危害，从而实现作物的高产优质[28]。马伟明等[29]采用岷县不同茬口土壤进行当归盆栽育苗发现，豆科药用植物黄芪(Astragalusmembranaceus)茬口当归苗栽根系最为发达，具有潜在的抗逆基础。张新慧等[30]通过生产调查也发现，黄芪茬口栽培当归品质与产量最佳。本研究中，秦艽轮作当归条件下，当归成药株率、单根重和药材产量均最高。当归死亡主要是根腐病和早期抽薹所致，因为当归连作条件下病原菌富集，导致根病率提高，早期抽薹也引发当归植株完成生活史而凋亡，由于同科植物亲缘关系较近，对病原菌的环境压力较小，这与前茬作物在生长发育、成熟到死亡过程中积累的代谢产物相似有关。

4 结论

土壤水分的利用与土壤理化性质对生物量的积累有重要作用，秦艽—当归轮作模式下对土壤调控力强，土壤水分利用效率高，当归成药率和产出性能高，羌活轮作当归和当归连作条件下，土壤对水分及养分的调控力差，当归成药率和产量均低，说明在甘南州秦艽轮作当归模式可以有效缓解当归连作障碍，改善当归产出性能。当归根病发病部位主要在根头部，秦艽—当归轮作模式生态效应明显，可有效减少土壤毒副作用，奠定作物生长发育的良好生态环境。QJ-DG模式下当归成药率在50%以上，较当归连作和羌活—当归轮作分别提高94.10%和183.77%。说明适宜作物轮作当归模式可改善农田小气候环境，促进土壤可持续化生态利用。

致谢：卓尼县佛赐藏中药材公司杨育峰提供试验地和帮助。甘肃农业大学硕士生齐浩、周传猛、杨慧珍、王华丽参与轮作茬口培育，硕士生王小琴、金彦博和郭一青参与当归栽培试验及土壤理化特性测定。在此一并致谢。