天麻-冬荪轮作对土壤理化性质和微量元素的影响

天麻_冬荪轮作对土壤理化性质和微量元素的影响文献综述一、天麻的研究进展天麻属于兰科、树兰亚科、天麻族、天麻亚族，目前全世界已发现天麻品种约30余个，分布于热带、亚热带、温带及寒温带的山地，我国已发现5个天麻品种，即天麻、原天麻、细天麻、南天麻、疣天麻。周铉等曾根据花及花茎颜色、球茎的形态及含水量不同将天麻划分为4种变型：红天麻（GelataB1.F.elata）、绿天麻（G．elataB1.F.ViridlsMalKino）、乌天麻（G．elataB1.F.G1aucaSChow）、黄天麻（GelataB1ff1avidaSChow）。乌天麻、绿天麻品质佳、个肥大、坚实、药性强，红天麻质量次之，产量较高，黄天麻品质差。王绍柏、余昌俊利用云南乌天麻自交系S4与宜昌红天麻S5自交系通过海拔高差调控使其花期相遇，通过正反交培育出“乌红”、“红乌”天麻品种，被湖北省品种评审委员会审（认）定为“两个优良杂交天麻新品种”，并命名为“鄂天麻1号”和“鄂天麻2号”。杨文权在天麻的不同变型间进行过杂交筛选研究，结果以乌秆天麻作母本与红秆天麻作父本杂交，其后代性状表现较好。一些企业也在积极研发天麻新品种，如北京一家企业用平原产野生巨麻作亲本杂交培育出的新品种“京丰一号”，同时适宜于山地和平地种植。（一）天麻栽培技术发展历程天麻的栽培技术大致分为无性繁殖技术和有性繁殖技术两种。国内自上世纪50年代后期开始，逐渐形成了天麻的无性栽培方法，最典型的是三下窝栽培法。此法是将野生蜜环菌、天麻和木材同时种在一个穴内，简单易行，省工省力；缺点是周期长、产量低，并且多代无性繁殖容易导致种性退化。上世纪70年代以后，天麻人工栽培研究取得重大进步，有性繁殖技术、天麻杂交技术成功运用于生产实践，形成了较为完善的天麻人工栽培技术。其中常用的方法为：活动菌材伴栽法、固定菌床栽培法、菌材夹薪材法等。活动菌材伴栽法可以在天麻栽培前2～3个月提前培养好菌棒，缩短天麻生产周期。此方法接菌率高，产量较为稳定，目前仍在广泛使用；缺点是木材消耗较大，并且菌棒培育的准确时间不好掌握，培育晚了，会影响或推迟栽麻时间，菌棒培菌过早，菌棒营养提早被消耗，影响菌材使用时间。固定菌床栽培法因菌棒已培育好蜜环菌，并且在原培育池（沟）直接分层点播天麻，蜜环菌受损伤小，天麻接菌快、接菌率高，可为天麻生长提供足够的营养，故此法产量较高。菌材夹薪材法可使种子发芽率提高到30%左右，较成功地解决了天麻栽培种性退化的问题。姬生锋等的实验结果显示，采用菌材夹薪材法的天麻产量是菌材伴栽法的1.53倍，采用固定菌床法的天麻产量是菌材伴栽法的1.45倍。（二）栽培条件对天麻品质的影响天麻栽培有3个必不可少的条件，即海拔、温湿度、培养基质。海拔高度是天麻生长的重要因素。天麻自然条件下生长于海拔600米以上的高山区，其中800～1400米是最适宜生长区。余昌俊等利用海拔温差调控种植天麻缩短生长周期，在湖北宜昌海拔1000米以上建立品种园，100米左右建杂交区，500米左右建良种场，800米以上建商品麻GAP基地，将有性种麻培育期和有性乌天麻商品麻的生产周期各缩短12个月。张洁比较了不同海拔天麻的天麻素和甙元含量，发现在1200米天麻的天麻素和甙元的含量较高，分别为0.072％和0.093％。天麻对温湿度较为敏感，其生长的温度范围为10～30℃，最适温度20～25℃，空气相对湿度在80%左右，土壤含水量50%～55%。5～9月是天麻块茎的生长旺盛期，是生产管理的关键时期，要特别注意控温保湿，尤其是平原、低海拔地区要将气温控制在25℃以下防止高温烂麻的情况，11～12月，根据天气情况择时收获。培养基质对天麻品质产量影响较大，以壳斗科树木（直径5～10厘米）较好，也可用果树的修剪枝条、木屑或其他农作物秸秆替代。张洁[3]比较了青冈木和桦木栽培天麻中的天麻素和甙元的含量，桦木以9、10月份含量最高，分别为0.167％和0.081％。（三）天麻在栽培上存在的问题尽管天麻人工栽培技术日趋成熟，产品市场前景开阔，但也存在一些问题制约产业可持续发展：一是部分天麻产区在自然条件下的栽培过于集中,致使天麻的用材量大大超过当地林木的生产量,使森林资源和生态环境遭受严重破坏,天麻栽培的用材后继无路。二是天麻栽培品种单一，菌种繁育技术不规范，特别是用“三老”（老麻种、老菌材、老窝子）栽培天麻导致病虫害蔓延成灾，引起天麻种性退化、抗性减弱、品质变劣、产量下降，甚至绝收。二、连作障碍目前连作障碍问题普遍存在于栽培作物以及药用植物中。尤其在人参、西洋参、地黄等多年生宿根药用植物上表现为突出。在过去几十年里，国内外专家学者针对蔬菜、瓜果、农作物、药用植物等的连作障碍问题开展了研究工作。对于连作障碍的发生，国内外很多学者从不同角度进行了研究，主要研究内容药用植物自毒作用，土壤养分缺失，病虫害加重等几个方面。连作会导致土壤养分含量、土壤pH值、土壤酶活性、土壤含水量，土壤有机含量、土壤根系微生物种群等方面变化，从而影响作物的发育情况。但不同土壤类型、种植模式、气候条件、导致连作障碍的原因也不同。三、土壤养分变化与连作障碍单一作物长期连作，作物对土壤营养物质的选择性吸收，导致土壤中的某些营养元素缺乏，特别是微量元素，但某些营养元素却增加，这导致土壤养分的平衡发生变化。姜勇等认为，虽然土壤剖面的营养元素的分布及表聚性受淋溶和人为扰动的影响，但主要影响因素是植物循环。韩春丽等研究发现，长期连作会导致剖面约30～50cm的微量元素全量低于别的土层，并随着连作年限增加降低；表层约0～20cm的全铝含量随连作年限增加降低，但Fe、Mn、Zn和Cu呈现先增加后降低的趋势。耕作层的微量元素在一定连作年限会有表聚现象，但之后土壤耕作层的微量元素会降低。随着连作年限增加微量元素降低从高到低分别是Mo、Zn和Cu，而Mn、Fe的降低的比较少。还有学者研究认为，深根系作物能将较深土层的营养物质吸收，然后作物残体在土壤表面分解，结果导致土壤表层的营养成分增加。土壤肥力和作物产量的减少，人们会以牺牲森林和边缘土地为代价，用这些土地进行作物生产。这些地方的土地通常肥力贫乏，并且在耕种的时候肥力会迅速地退化。即使提供了充足的矿物营养如N，P和K，全球大概40%的耕种土壤因为酸化而导致作物生产显著的降低。连作会导致土壤的pH发生变化。有的研究表明，土壤pH、容重和速效磷和速效钾含量随着连作年限增加而降低，但土壤总含盐量、有机质和速效氮含量增加。四、根系土壤微生物与连作障碍有文献报道，植物、土壤和土壤微生物构成了相应特殊的三角关系，植物的根系分泌物为根系土壤微生物生长提供营养，同时自身可以吸收微生物的代谢产物促进自身生长，而微生物也影响着土壤的理化性质。根际土壤微生物群落会受到植物连作产生的影响，不同连作年限的植物根际土壤微生物的群落结构和生理活性是截然不同的。华菊玲等对不同连作年限的芝麻根际土壤微生物的群落进行研究，结果发现随着连作年限的增加细菌数量逐渐增加，真菌数量逐渐减少。赵青云等研究中，随着连作年限的增加香草兰园根系土壤真菌和尖抱镰刀菌的数量却明显上升。连作10年以上的土壤微生物区系明显失衡。林生等对不同生长年限茶树根际土壤微生物群落结构的研究中发现，微生物群落的多样性随着连作年限的增加而降低，而适应于贫瘩条件代谢能力低的微生物种群则明显增多。连作的发生与土壤微生态失调有关，一些根系分泌物的积累会造成化感物质在土壤中的大量存在，产生对植物的自毒作用，从而引起连作障碍。氨基酸、维生素、碳水化合物等营养物质统称为根系分泌物，它能为微生物生长繁殖提供营养源及能源。根系分泌物分泌量对根际微生物的生长繁殖起至关重要的作用。病原菌通过侵染根部，改变植物体内代谢情况，增加根系分泌物的产量，使自身获得更多的养分，促进其繁殖扩大。贾新民等研究表明，在大豆连作条件下，由于根系分泌物的积累，打破根际微生物的平衡，促进根部有害菌生长增殖，并侵染大豆，使大豆病害加剧，产生连作障碍。五、种植模式与土壤养分作物轮作、套作对解决连作障碍有明显的效果。种植作物的不同，土壤所吸收的营养因素也不一样，因此要平衡土壤养分含量，从而促进作物生长发育、作物产量的增加。另外，作物轮作还可以降低植物自毒作用，改善土壤微生物群落结构，减少病虫害的发生。有研究报道，作物与小麦轮作有利于土壤微生物的改善和土壤养分的提高，从而提高作物产量；作物与豆科作物轮作还可以改善土壤的理化性状与微生物数量，因为豆科作物具有固氮作用，对于粮食作物产量的增加有积极作用。连作会引起土壤微生物数量有明显的变化。这种变化会造成微生物种群和微生物区域失衡等现象。有研究表明，随着种植年限增加土壤细菌数量降低而真菌数量增加，放线菌数量显著减少，造成分泌抗生素的种类减少，对病原菌的抑制作用降低，加快植株病害几率，同时，消耗土壤养分，植株生长不好，产量明显降低。因此，轮作是为改善土壤微生物结构，减轻连作障碍有重要易于。参考文献[1]李克杰,罗碧,唐晓敏,周良云,杨全,潘利明.广佛手不同套种模式下根际土壤理化性质及有效态元素的变化[J].热带作物学报,2019,40