药用植物化感自毒作用研究对栽培技术创新的启示

专稿

药用植物化感自毒作用研究对栽培

技术创新的启示

张重义

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,牛苗苗,陈婷,李娟,林瑞余,林文雄

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(1 河南农业大学中药材系,河南 郑州 450002;2 福建农林大学生命科学院,福建 福州 350002)

[摘要] 阐述了药用植物化感自毒作用的概念、产生机理和作用特点,指出药用植物在 亚最适!环境条件下生长,其药用活性成分与化感自毒物质的同源性是药用植物栽培中连作障碍与化感自毒作用更强烈的根本原因。指出多数道地药材的形成是在环境中 亚最适!生态因子(群)胁迫下,基源植物(特征)遗传基因的表达而决定的。因此,彰显并确保中药材道地性特色的规范化栽培技术关键措施是 亚最适!环境中生态因子(群)的调控。

[关键词] 药用植物;化感自毒;连作障碍;亚最适环境;生态调控

中药材生产实际上是在 气候-土壤-药用植物(作物)-农艺措施(人)!的农业生态系统中,利用可控因子,采取应变栽培技术,使药用植物在 亚最适!环境条件下稳定生长,确保农田生态系统的稳定,实现中药材(农产品)质量的 安全、有效、稳定、可控!。但是,由于耕地有限、经济利益的驱动和种植条件等因素限制,药用植物栽培中存在一个突出问题 随着药用植物年龄增加或栽培地连作,植株生育不良,中药材品质和产量大幅度下降,如地黄、人参、三七、太子参、黄连、当归等。由于近年来中药材需求不断增加,实行连作或复种连作的面积越来越大,连作障碍已成为制约我国中药生产发展的重大问题。而植物化感自毒作用正是药用植物发生连作障碍的重要因素之[1]

一。本文就植物化感自毒作用的研究进行综述,对目前药用植物栽培技术理论提出了新的思考,为解决药用植物生产过程中存在的连作障碍、地力衰退等问题,逐步改变传统药用植物栽培生产技术,促进我国中药材GAP基地建设和中药农业的发展提供参考。

1 药用植物的化感与化感自毒作用

植物化感作用是指一种活体植物(供体,Donor)产生并以挥发(Volatilization)、淋溶

(Leaching)、分泌(Excretion)和分解

(Decomposition)等方式向环境释放次生代谢物而影响邻近伴生植物(杂草等受体,Receiver)的生长发育的化学生态学现象。当受体和供体为同种植物时产生抑制作用的现象,为植物的化感自毒作用(Allelopathicautotoxicity),即植物自身的分泌物,其茎、叶的淋溶物及残体分解产物所产生的有毒物质累积较多抑制根系生长,降低根系活性,改变土壤微生物区系的作用,这种作用有助于病原菌的繁殖,并导致作物生长不良、发病、死亡

[2]

。化感作

用在作物连作障碍中的表现尤其显著,水稻、玉米、小麦、高粱、向日葵、大豆、棉花、油菜等都具有化感作用。这些作物的化感作用不仅表现在种间,种内的自毒效应也非常强烈,自毒作用是导致植物连作障碍的主要因子之一

[2]

。药用植物栽培实际上

是药用植物(作物)群体的管理,栽培的目的不是追求个体的无限生长,而是在单位面积的土地上,获得安全、有效、产量较高的药材(农产品)。田间药用植物个体间通过雨雾淋溶、自然挥发、根部分泌和植株分解等途径释放到环境之中,并对其他植物或自身的生长发育产生抑制作用的化感物质,统称为化感自毒物质(Self allelochemicals)。

植物的次生代谢是植物在长期进化中与环境

[基金项目] 国家自然科学基金项目(30973875,30772729),国家 十一五!科技支撑计划项目(2006BAI09B03)[通讯作者]

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张重义,Te:l(0371)63555721,E mai:lhauzzy@163 com;

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林文雄,E mai:lwenxiong181@163 com

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