与玉米间作促进苍术根际养分吸收利用的原因

与玉米间作能够缓解苍术连作障碍,而养分条件变化是关键因素之一。为探究苍术||玉米间作对苍术根际养分吸收利用的影响,本研究开展了为期2年的苍术||玉米间作根际不同分隔处理的田间试验,共设置了4种处理:苍术单作(A)、苍术||玉米间作不隔膜(AI)、苍术||玉米间作隔尼龙膜(AN)和苍术||玉米间作隔塑料膜(AP),分别测定了苍术生物量和4种挥发油成分含量,苍术根茎氮磷钾含量,根际土壤pH、有机质和土壤养分因子含量。结果发现,AI和AN处理的苍术根茎鲜重均高于A和AP,且AI与A和AP的差异达显著水平(P<0.05)。苍术4种挥发油含量均表现为AI和AN高于A和AP,其中AI的β-桉叶醇含量分别比A和AP显著高128.4%和205.6%(P<0.05),AI和AN的苍术素含量比A和AP显著提高75.0%~875.0%(P<0.05);相比A和AP,AI和AN的苍术根茎4种挥发油成分总含量显著提高82.8%~210.3%(P<0.05),表明苍术||玉米间作的地下根际互作对促进苍术根茎生物量和挥发油积累有重要作用。AI和AN比A和AP苍术根际土壤pH下降0.4%~6.3%、土壤有机质含量提高13.5%~48.1%;AI的苍术根际土壤碱解氮含量分别比A和AP显著提高32.8%和36.2%(P<0.05),AN的速效钾含量分别显著提高51.5%和46.7%(P<0.05)。相关性分析发现,苍术酮主要与苍术根茎氮磷钾含量和根际土壤氮磷钾含量呈正相关,而苍术素主要与根茎钾含量呈正相关。与A和AP相比,AI苍术磷吸收效率分别提高23.4%和30.0%(P<0.05);AI和AN的氮和钾利用效率比A显著提高131.3%~222.2%(P<0.05)。综上可知,苍术||玉米间作体系中,与无根际互作(A和AP)相比,地下根际互作效应(AI和AN)可提高苍术根际酸化水平,活化土壤氮磷钾,促进苍术根茎养分吸收利用,进而提高苍术产量,同时影响苍术根茎挥发油积累。本研究揭示了苍术||玉米间作地下根际作用是促进苍术根际养分吸收利用的重要因素,为药用植物生态多样性种植模式推广提供重要参考。

有机肥对药用植物品质形成调控机制的研究进展

随着推进农药化肥“双减”、促进植物高质量栽培和解决药用植物“碳饥饿”等号召的提出,有机肥成为了全球应对农药化肥“零增长”、恢复土壤生态环境和提高中药材品质的主力军。土壤环境和必需营养元素对药用植物的生长发育和品质形成至关重要,有机肥通过温和、渐进的方式,向土壤提供有机碳和补充土壤有机质,有效地改善了土壤状态,缓解了中药材品质下降的问题。该文以有机肥对药用植物生长发育和品质形成的影响及其作用机制两个维度进行阐述,整合了国内外有关有机肥对土壤环境和药用植物生理生化(光合作用、激素、抗逆性)、次生代谢(合成途径、酶或基因、转录因子)等方面的研究进展,揭示了有机肥对药用植物品质形成的调控机制,以期为有机肥高效投入农业生产使用提供理论依据。

茅苍术根际自毒物质鉴定及其对幼苗生长的影响

目的鉴定茅苍术根系分泌物中的自毒物质,研究其对茅苍术种子萌发、幼苗生长及生理生化的影响,并初步探究自毒物质的作用机制。方法利用气相色谱-质谱联用(GC-MS)分析茅苍术根系分泌物成分,利用单物质浇灌试验鉴定自毒物质,设计盆栽实验分析自毒物质对茅苍术种子萌发及幼苗生长的抑制作用,采用分光光度法测定幼苗过氧化氢和丙二醛含量及超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶和抗坏血酸过氧化物酶的活性,并用半定量GC-MS法测定自毒物质处理后茅苍术中苍术素、β-桉叶醇、茅术醇和苍术酮的含量。结果鉴定出2,4-二叔丁基酚、邻苯二甲酸二丁酯、硬脂酸甲酯、棕榈酸等8种自毒物质,这些物质显示出抑制种子发芽及幼苗生长的作用,并对幼苗造成氧化胁迫和损伤,同时抑制了苍术素、β-桉叶醇、茅术醇和苍术酮的合成。结论鉴定出了茅苍术根系分泌的8种自毒物质,发现了自毒物质可能通过氧化胁迫作用抑制种子萌发、幼苗生长及活性成分的生物合成,为揭示苍术连作障碍提供了基础。

光温条件对苍术光合荧光参数及挥发油含量的影响

目的:研究不同温度和光强处理对苍术光合荧光参数以及挥发油含量的影响,探索温度和光照共同作用对苍术生长和挥发油积累产生的影响,为合理选择苍术栽培环境提供借鉴。方法:设置32、22℃2个温度处理和全光照、遮阴2个光照处理,测定苍术净光合速率、水分利用效率、羧化速率等光合指标,以及光响应曲线、CO_(2)响应曲线、荧光参数,并测定苍术4种挥发油含量。结果:高温强光下苍术净光合速率、水分利用效率显著高于高温弱光和适温强光,适温弱光下苍术光能利用力最高,而强光下苍术对弱光的利用率显著降低;适温较高温下苍术光合速率易受光强变化和CO_(2)浓度变化的影响,弱光下最大光合速率、表观量子效率等显著高于强光;高温下光反应效率高于适温;高温弱光处理的挥发油总量最高,达到4.582%,高温弱光较高温强光显著增加茅苍术醇和β-桉叶醇含量,分别增加近91.7%和35.7%,而适温强光较高温强光显著增加茅苍术醇含量,增加近87.5%,适温弱光处理的β-桉叶醇含量较高温弱光处理显著降低。结论:苍术生长受到温度和光照的交叉互作,挥发油积累所需光温条件与其生长发育适宜光温条件不一致,苍术通过调控挥发油合成积累来响应光温条件变化。