人参化感作用及其忌连作机制研究

人参(Panax ginseng C．A．Mey．)是我国名贵药用植物，人参栽培土地严重短缺是制约我省人参产业发展的主要问题之一。我国长期采用伐林栽参方式，即将森林全部砍伐后再栽参。由于人参忌连作，栽过一茬人参的地要30年后才能再栽参。我国宜参林地资源有限，再生周期长，随着参业生产的发展，宜参林地资源濒临枯竭。我国、韩国、日本、美国和加拿大等世界主要产参国家均对人参忌连作问题作过大量研究，在忌连作原因上，提出的观点也较多，大多数研究者认为土壤理化性状变劣和病原微生物是人参忌连作的主要原因，但通过改良土壤和土壤灭菌及灭线虫只能在一定程度上缓解人参连作的症状，栽参后仍存在病害重、产量低的问题，因此上述观点并未被普遍接受。本文从人参化感作用方面开展人参忌连作问题研究，取得主要进展和成果如下： 1、利用发芽法和愈伤组织法建立人参土壤中化感物质作用的活性检测技术，明确了人参根际土壤和植株具有自毒性，土壤提取物50g／L对人参种子萌发抑制率达90％以上，100g／L抑制率达100％。 2、利用GC-MS和HPLC-MS技术对土壤中影响人参根生长的化感物质进行了初步鉴定，其中GC-MS对有生物活性的成分分析有如下物质：棕榈酸甲酯、硬脂酸邻苯二甲酸酯、9，12-十八(烷)酸(Z，Z)-、十五(烷)基酸、14-氧-甲酯、二十烷酸、双环(10，8，0)二十烷(Z)、二十三烷、5，6，-四亚甲基四氢-1，3．嗪2-硫-4-坏己烷、十七烷酸双(2-乙基己基)酯、二十五烷、1，2-苯二羧酸，双异辛酯、1，2-二甲基环己二烯、苯基脱水乙缩醛、3，4-二甲氧基-α-(2-丙烯基氧)-肟、4，6，7-三甲基色氨酸-9-(3，4-(二氧亚甲基)苯基)萘(2，3-C)呋喃-1(3H)-酮、弗瑞德齐墩果-3-酮、豆甾-7-烯-3-醇(酚)，(3β，5α，24S)、3，7，11-三甲基色氨酸-2，4，6，10-四烯、豆甾-4-烯-3-酮、软木三萜酮、十五(烷)基酸-14-甲基甲酯、二丁基邻苯二甲酸盐、十七烷酸-14-甲基-甲酯、甲基-17-甲基对苯二酚、9-十八(烷)酸(Z)-甲酯、15-十八(烷)酸(Z)甲酯、十八烷酸-10-甲基-甲酯、环丙烯辛酸-2-辛基甲酯，邻苯二甲酸二丁酯、9，7-十八烷基，(Z)-、硬脂酸甲酯、氯甲基-8-氯化癸酸、己二酸二异辛脂、环己烷，1-(环己烷)-2-乙基-顺式、13-二十二烯酸甲酯、2，6，10，14，18-五甲基-2，6，10，14，18-二十五碳五烯、4-(3，4-二甲氧苯亚基)-1-(4-硝基苯)-3-苯基-2-吡唑啉-5-酮、△-蛇床烯、芳壬并硅氧烷、十八甲基、胆甾基-5-烯-3-酮，4，4-二甲基、7，8-双去氧4，5-环氧-17-甲基-3，6双((三甲基硅烷基)氧-，5α6α)-、二苯甲酮-2，4’，5-三羧基，三甲酯、二十烷、二十四烷、正二十四烷、二十六(烷)酸、二十七烷、二十二烷、9-二十六烷、二十九烷、二十烷，10-庚基-10-辛基、3-二十碳烯(E)、三十烷、三十二烷、二十二(烷)基邻苯二甲酸盐、2-丁烯醇腈，4-苯基-2-(甲氧基吡咯烷-2-酮-5-)、二异丙基己二酸、E-6-十八烷-1-醋酸盐、十八烷酸。 HPLC-MS技术分离得到六个组分，其中三个组分有酚酸特征性反应，其中一个组分中3个化合物分子量分别为：302、330、346，推测分子量346化合物为地钱酸。 3、通过根系活力、植物激素、细胞结构对人参土壤中化感物质在人参连作中机制进行了探讨。人参化感物质使人参根尖组织发生变化，经化感处理，根尖分生区细胞内的淀粉颗粒出现不同程度的空泡化现象，并逐渐解体消失。表明细胞正丧失正常的功能，不能完成正常的生命活动。根尖内源生长激素下降，根系活力降低。 4、从微生物、营养及其植株发育的生理指标几个方面，探讨人参连作解决途径：根据以上研究结果，研制出了土壤改良剂，改良剂处理老参地土壤后，能有效地降低土壤中人参病原菌镰刀菌的发生，明显地提高老参地土壤中氮的含量，明显提高速效磷和钾的含量。微生物的这种“解磷”、“解钾”作用，是由于微生物代谢过程中所产生的无机酸和有机酸的作用结果；改良剂对老参地土壤中多酚氧化酶的活性有较大的影响，随着浓度的提高，土壤中酶的活性均有不同程度的提高；改良剂处理老参地对人参茎内源激素含量有明显影响，各处理的茎内源ABA的含量变化与叶的也大体相似，但在生长末期的内源ABA含量均低于老参地的；用改良剂处理后的茎内源IAA的含量在观测期内表现为上升，改良剂处理老参地后能使观测期内的人参茎内源IAA的含量降低。