地黄连作的自毒作用研究

地黄(Rehmannia glutinosa Libosch.)为玄参科多年生草本药用植物,在生产中存在严重的连作障碍问题。前人研究结果表明,地黄滞留在土壤中的根系分泌物和残茬腐解物对下茬地黄生长具有抑制作用,本研究从植物自毒作用角度对这一问题进行了初步的探讨。主要研究结果如下: 1.生物测试结果表明,地黄根区土壤水浸液和甲醇提取物均抑制受试莴苣和地黄幼苗的生长。说明地黄茬后土壤提取物中存在对地黄生长具有自毒作用的组分。 2.模拟连作测试结果表明,苗期地黄随茬后土壤提取物浓度的增加而表现为生长变弱,根系活力下降,叶绿素含量降低,膜透性增加,抗氧化酶系受到抑制,吲哚乙酸氧化酶活性升高,苯丙氨酸解氨酶活性下降,IAA,ZT含量显著下降,而ABA含量急剧增加,叶片中蛋白质表达丰度下调,表明地黄茬后土壤甲醇提取物对下茬地黄的生长产生了自毒作用。 3.化感物质提取、分离与HPLC检测及ESI-MS鉴定结果表明,从地黄茬后土壤中可获得10mg/g甲醇提取物,其物理性状为白色固体粉末,易溶于甲醇和水,部分溶于乙醇而难溶于丙酮等极性相对较弱的溶剂,其化学归属为强极性组分,根据总离子流图中同位素峰簇所给准分子离子谱峰(m/z)信息与已报道化学成分比对后推定到了6种成分,分别是香草酸、D-甘露醇、2[4′-hydroxyphenyl]-ethyl hexacosanoate、毛蕊花糖苷(麦角甾苷)、β-谷甾醇和胡萝卜苷,对揭示地黄连作障碍问题具有重要意义。 综上所述,提示了地黄在田间种植栽培的技术措施下向其赖以生长的土壤中释放和积累了大量的对其生长和发育有抑制作用的化感物质,使得抗氧化系统和生长调节系统受到干扰,并阻碍了次生代谢过程,这必然造成根系对水分和养分的吸收受阻进而发生自毒作用,这可能是地黄再植减产甚至绝收的直接原因。