微生物菌肥对太子参连作障碍和药理作用的改良效应

连作障碍的发生与发展对药用植物的产量和品质构成了严重威胁,探寻有效的连作障碍消减策略尤为重要。本研究经连续4年的田间定位试验,分析了微生物菌肥在减缓太子参连作障碍中的作用;并采用qRT-PCR和HPLC-MS技术分析菌肥改良对太子参根际关键微生物和太子参主效成分的影响;结合药理试验评估了不同处理太子参的功效差异。结果表明,田间菌肥改良重茬太子参效果连续4年均较为显著,重茬地经菌肥改良后较不改良重茬产量分别增长68.28%、111.58%、257.54%和133.23%。菌肥改良能显著增加重茬太子参根际土壤中有益假单胞菌属丰度、减少致病尖孢镰刀菌丰度,也增加太子参中总多糖和环肽B含量;菌肥改良后太子参中氨基酸种类和含量与重茬1年和标准品组无显著差异,且8种氨基酸含量与正茬无显著差异。药理试验结果表明,太子参可以缓解环磷酰胺对小鼠造成的伤害,菌肥改良太子参对小鼠脾脏指数、肝脏重量、附睾脂肪重量、全血白细胞和红细胞含量的影响与正茬太子参无显著差异,且在血小板恢复上与标准品太子参一致。此外,菌肥改良太子参组总抗氧化能力(T-AOC)最强,超氧化物歧化酶(SOD)活性也显著高于正茬和标准品太子参;且与正茬太子参相比,菌肥处理组能显著提高小鼠肝脏组织中免疫因子IL-2和IFN-r mRNA表达水平;而在免疫因子TNF-α表达水平上,菌肥处理组与正茬无显著差异。总体而言,功能微生物菌肥能有效减缓太子参连作障碍问题,改善重茬太子参质量和药理作用。

不同技术迭代对太子参连作障碍的消减效果及作用机制

太子参是一种以根部入药的传统中药材,其在人工单一集约化种植过程中表现出严重的连作障碍现象。为了探索有效克服这一问题的技术方法,本研究以太子参为材料,通过种植太子参后采用休耕(RP-F-RP)、休耕配施专用微生物菌肥(RP-F-BF)、淹水(RP-WF)、淹水落干后配施专用微生物菌肥(RP-WF-BF)4种技术迭代处理组合,并以新植太子参(正茬)为对照,研究不同技术迭代处理方式对连作下太子参土壤环境修复和太子参光合生理和产量形成的影响及其作用机制。结果表明:4种模式中,只有淹水配施微生物菌肥模式能够分别恢复重茬一年和重茬两年太子参产量至正茬的90%和70%以上,其他模式未能显著提升重茬太子参的产量。淹水配施微生物菌肥(RP-WF-BF)处理的太子参多糖和总皂苷含量分别比正茬显著提升15.3%和16.5%,且根际有益微生物丰度普遍升高而病原菌丰度显著降低,根际土壤氮循环过程得到改善,相较于休耕模式(RP-F-RP),RP-WF-BF技术处理后的太子参根际土壤中氮循环相关基因AOB、nosZ和nirK含量分别提高9.31、1.24和1.00倍,土壤酸化程度得到缓解,太子参抗氧化酶系统稳定性增强,苗期及膨大前期叶片的生长发育改善,叶绿素含量、叶面积指数和光合作用速率显著提升,最终使产量及品质得到明显提升。研究发现,单独淹水(RP-WF)和单独微生物菌肥(RP-F-BF)处理未能显著消减太子参的连作障碍,但两者叠加(RP-WF-BF)能产生"1+1>2"的强化效应,表明合理的技术迭代组合可以更好地消减连作障碍。