川明参连作对土壤性质与药材无机元素的影响

1、川明参连作对土壤性质与药材无机元素的影响    摘 要：川明参药材在连作时，常会有连作障碍的现象，出现产量和品质等方面的降低。并且川明参连作不仅对植物生长带来影响，同时也影响植物的生长环境。通过分析川明参连作地的土壤理化性质、连作药材无机元素和连作土壤微生物数目，讨论川明参连作对土壤理化性质、药材无机元素及微生物的影响，并初步探讨防治川明参连作障碍的具体措施。关键词：川明参；连作障碍；土壤；微生物川明参为伞形科植物川明参Chuanminshen violaceum Sheh et Shan 的干燥根，具有滋阴补肺，健脾等功效；用于肺热咳嗽，热病伤阴病症的

2、治疗。近年来川明参的价格不断上涨，为产区农民带来可观的经济效益，成为地方农业经济开发的重要项目之一。但目前川明参生产存在着一些问题：一是品种种性退化，二是大面积连年种植导致品质和产量的下降。四川以巴中、苍溪、青白江和金堂为主，属中亚热带湿润季风气候区，年平均气温17.2，1 月平均气温6，7 月平均气温27，日照时数1157.4 小时，年降水量1229.9mm，适合于川明参药材的生产。四川金堂云华寺（云顶山）和巴中县三河场家种川明参已有500 和300年历史1。但随着市场需求的增加，而耕地面积不变的情况下，连作现象严重，导致川明参产量和品质下降，病虫害加重，严重阻碍了川明参产业的持续发展。引起

3、连作障碍的因素很多2，本文通过分析川明参生长的土壤理化性质及微生物区系的变化，和连作后川明参药材中无机元素的变化状况，探讨和解决川明参产量品质下降的具体措施。1. 材料与方法1.1 采集地土壤和药材均于 2004 年4 月10 日采自四川巴中县三河场镇木头山。1.2 样品采集1.2.1 土壤采集每种土样，设5 个取样点，每个取样点间隔5 m，每个取样点在植物根际周围的0.1 m2范围内，耕层020 cm，取5 个土壤样品，混合均匀。取回后直接送四川省农科院进行土壤理化分析，一部分自然干燥后，过20 目筛，备用。未栽种土样为栽培区中 10 年左右未栽培川明参的耕地，正茬土样为栽培区按传统间作一年

4、的耕地，连作土样为栽培区中连续栽培两年的耕地。1.2.2 药材采集随取土样采集药材样品，按传统加工方法，去掉粗皮后 60 度烘干，备用。1.3 分析方法1.3.1 仪器AA-7700 型原子吸收光谱仪（北京东西电子技术研究所）；4300DV 型电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP，美国PE 公司)1.3.2 土壤理化性质取土壤按照鲁如坤主编的土壤农化分析方法3测定土壤质地、水解性氮、速效磷、速效钾、酸碱度、有机质含量等六项理化指标。pH 值测定方法：电位法；速效N 含量测定方法：碱解扩散法；土壤速效P 含量测定方法：碳酸氢钠法；土壤速效K 含量测定方法：四苯硼钠提取法；土壤有机质测定方法：高温外

5、热重铬酸钾氧化一容量法；全氮：半微量开氏法测定；全磷：LY/T 1232-1999 森林土壤全磷的测定； 全钾：NY/T 87-1988 土壤全钾测定法；有效硫： TF/ JF-3.6-1988 土壤有效硫的测定；ICP-AES 法测定有效态铁、锰、铜、锌的含量1.3.3 药材无机元素药材的无机元素采用原子吸收光度法测定。1.3.4 土壤微生物的数目采用牛肉膏蛋白胨固体培养基培养细菌；采用 PDA 培养基培养真菌。稀释平板计数法。准确称取待测土壤样品l0g，置于装有90ml 无菌水和小玻璃珠的250ml三角瓶中，置摇床上120r/min 振荡30 min 后，静置20-30s，成10-1 稀释

6、液；用移液枪精密吸取10-1 稀释液lml，移入装有9ml 无菌水的试管中，混合均匀成10-2 稀释液；以此操作，制得10-2、10-3、10-4、10-5、10-6 的稀释菌液。移液枪精密吸取稀释液0.2ml 置于无菌平板中，10-4、10-5 浓度加入于牛肉膏蛋白胨固体培养基中，10-1、10-2 浓度加入PDA 培养基中，用无菌三角推棒将菌液在平板上涂抹均匀，每个稀释度一个无菌三角推棒，更换稀释度时，将推棒灼烧灭菌。每个浓度一个平行三次重复，算平均值。2. 结果与分析2.1 土壤理化性质变化表 1 可见，PH 值在未栽种川明参的土壤中值最大，接近于中性。而在正茬时和连作地的土壤PH 值相

7、近，均比未栽种地小，土壤呈弱酸性。水分的百分含量中，栽种过川明参的土地（包括正茬和连作地）均比未栽种的水分少。且栽种过的土地水分含量很相近。主要营养元素氮、磷、钾中，全氮、有机质、有效氮的含量百分比中，未栽种川明参的土壤全氮含量最高，正茬的土壤含氮量位于中间，最低为连作地。有机质的含量由高到低为：未栽种、正茬、连作地。有效氮的含量由高到低的排列顺序也是如此。全磷含量最高的是未栽种土地、然后为正茬土地、最低的是连作地，其中未栽种地和正茬地的值相近。有效磷的含量比较中，最高值为正茬的土地，未栽种地的含量和连作地相近，但仍然高于连作地。全钾最高值是未栽种过的土地，最低的是正茬的土地，连作地位于中间。

8、有效钾中，含量高低顺序为：连作地、未栽种地、正茬地。微量元素和重金属元素中，硫含量最高的是未栽种地，其次是正茬地，最低的是连作地。锌的含量最高的是正茬的土壤，连作土壤锌的含量位于中间，最低的是未栽种地。铁的含量最高为正茬地，未栽种地的含量和正茬地相似，最低的是连作地。锰含量最高的是连作地，其次的是正茬地，最低的是未栽种的土地。硼含量最高的是正茬土地，其次是未栽种土地，最低的是连作地。铜含量最高的为正茬土地，其次为未栽种土地，最低的是连作地。汞含量最高的为正茬土地，其次为连作地，最低的是未栽种土地。镉含量最高的为正茬土地，其次为未栽种土地，最低的是连作地。砷含量最高的是未栽种地，其次为正茬地，最

9、低的是连作地。铅含量最高的是连作地， 正茬地其次，未栽种地的含量最低。铬含量中含量最高的是正茬地，其次是连作土壤，最低的是未栽种地。钙在土壤中的含量最高的是未栽种地，其次是正茬地，最低的是连作地。镁的含量最高的是正茬地，其次是连作地，最低的是未栽种地。2.2 药材无机元素变化表2 可见，铁、钙、锰、锌、铜、钴、镉、镁、铬、铅的含量在川明参连作地的药材中比正茬地含量高；但镍含量高的是正茬地的药材，低的是连作地的药材。而汞在正茬和连作地的药材中均没有监测出来。2.3 土壤微生物数目的变化2.3.1 真菌数目2.3.2 细菌数目3. 讨论栽种川明参后土壤有酸化的趋势，土壤贮水能力降低，全氮、有机质、

10、有效氮、全磷、硫、全钾的含量降低，连作后全磷含量明显降低，有效钾增加；栽种川明参后土壤中锌、铁的含量增加，连作后又降低；锰含量增加；硼、铜、汞、镉、铬、镁含量增加，连作后降低；最高的是正茬土地，其次是未栽种土地，最低的是连作地。砷、钙含量逐步降低，铅逐步增加。同时可见川明参对镍和汞没有明显的富集作用。另外，土壤微生物的代谢活动可以促进土壤的形成和发育，改变土壤的理化性质，并且进行氮、磷、钾等物质和能量的转化4,5 ；同时细菌毒素和真菌毒素，尤其是真菌毒素，又是植物的致病因子之一6,7。由于土壤理化性质的变化引起土壤中微生物数目的改变，川明参连作后土壤真菌化；连作后病害加重，可能是土壤中有害的微生物种群增加所致。由于连作障碍在中药栽培中普遍存在8。因此，加强中药连作障碍的防治方法的研究，是克服中药材生产连作障碍，实现中药可持续发展的当务之急。防治中可施加采用氮9、磷10、钾11、硼、锰、锌12等的营养元素，减少连作时候土壤的偏耗，避免过度元素的吸收，来减轻连作障碍。但有文献报道，肥料之间有一定促进作用，施肥不当带来更多负面影响13 。因此施加时，应该按照一定比例。由于在川明参连作后引起的土壤PH 值酸化反向影响植物对土壤中营养元素的吸收14，从而引起川明参连作后的药材无机元素的积累增加，引起产量和质量