立体栽培模式对三七产质量影响及其栽培土壤氮磷钾养分变化特征研究

以立体栽培(上中下3层)三年生三七及种植土壤为研究对象,比较分析了其与大田栽培三七产质量差异和土壤氮磷钾养分年度变化特征。结果表明,与大田栽培相比,立体栽培三七长势和相同面积产量均显著降低,但单位面积产量总和为大田栽培的1.6倍;上中下3层长势和产量均表现为上层 >中层 >下层;立体栽培三七上层剪口、主根和筋条皂苷含量均高于大田栽培,而中层和下层皂苷含量则显著低于大田栽培。立体栽培土壤有机质含量和pH变化趋势与大田一致,呈随种植时间延长而下降的趋势;上中下层有机质含量均显著高于大田土壤,pH则显著低于大田土壤。立体栽培三七土壤氮磷钾全效养分和速效养分年度变化均表现为随种植时间的延长而下降,不同栽培模式氮素和磷素含量均表现为上层 >中层 >大田 >下层,钾素含量表现上层 >中层 >下层 >大田。与大田栽培相比,氮素和磷素在上层三七的地下部(筋条、主根和剪口)所占比例升高,中下层地下部比例降低,钾素在各层地下部所占比例均显著降低。由此可见,虽然立体栽培下三七相同面积产量显著低于大田栽培,但单位面积下的总产量显著高于大田,达到了提高土地利用率的目的;立体栽培土壤养分能够满足三七生长需求,其并非造成三七长势弱、单产低的主要原因;立体栽培模式下的三七吸收氮磷钾养分能力降低,因此从调整栽培结构角度增强三七长势从而提高其养分吸收能力是今后努力方向。     

大蒜对膜侧栽培当归连作、轮作土壤环境及产量的影响

目的 研究膜侧、露地栽培模式下,连作、轮作茬口当归间作大蒜后其土壤环境变化及当归产量变化规律,探索大蒜挥发物及膜侧栽培对连作当归的影响,为当归大蒜间作模式及膜侧栽培缓解连作当归提供一定的理论依据。方法 试验通过对当归根际土壤微生物数量、土壤酶活性及当归产量的测定分析,讨论大蒜对膜侧栽培当归连、轮作土壤环境及产量的影响。结果 膜侧栽培下间作大蒜处理对当归根际土壤中细菌、放线菌数量显著增加而真菌数量明显少,其中轮作膜侧当归与大蒜间作处理下的细菌、放线菌数量较对照（连作露地单作）平均增加104%,146.89%,真菌数量较对照平均减少39.28%。当归根际土壤酶活性在膜侧栽培间作大蒜因素下显著提高,轮作膜侧当归与大蒜间作处理下的土壤脲酶、蔗糖酶、碱性磷酸酶、酸性磷酸酶活性较对照分别提高61.60%,51.09%,203.48%,76.19%。当归产量在膜侧栽培间作大蒜因素下显著提高,轮作膜侧当归与大蒜间作处理下的当归产量较对照提高39.37%。结论 在膜侧栽培模式下,当归与大蒜间作种植,能更有效地改变当归土壤微生物数量,提高当归土壤酶活性,改善土壤理化性质,缓解当归连作障碍,保障当归健康优势生长。     

不同茬口对当归根际土壤酶活性及其产量和品质的影响

目的研究当归正茬、迎茬、连茬对根际土壤主要酶活性和产量品质的影响。方法采用比色法测定不同茬口当归根际土壤中脲酶、磷酸酶、多酚氧化酶活性,采用高锰酸钾滴定法测定过氧化氢酶活性。结果苗期和收获期连茬土壤中的脲酶和磷酸酶活性显著低于正茬,脲酶活性分别降低16.53%和37.17%,中性磷酸酶活性分别降低28.01%和30.69%;多酚氧化酶活性在整个生育期均是连茬显著高于正茬,苗期、根膨大期和收获期分别比正茬增加15.10%、83.67%、38.53%。连茬当归产量、挥发油和浸出物量均显著低于正茬,分别比正茬下降49.00%、25.26%、12.58%。结论连茬栽培中当归产量、挥发油和浸出物量显著低于正茬;连茬栽培当归根际土壤脲酶和磷酸酶活性显著降低,而过氧化氢酶和多酚氧化酶活性呈升高趋势。     

立体栽培三七的光温效应及对光合的影响

该文以立体栽培下的三七(三年生)为研究对象,对温室大棚内垂直层叠立体栽培结构下,不同层及同层不同位置(左、中、右侧)的光照强度、气体温度、土壤温度及光合特征等进行了测定。结果表明:光照强度、气体温度和土壤温度日变化均表现为上层 >中层 >下层;同层不同位置,光照强度表现为上层无显著差异,中下层左右两侧相同,且显著高于中间位置,气体温度表现为每层的左中右位置均无显著差异,土温表现为苗床中间土层(12 cm)土壤温度最低,并呈向上下表面逐渐升高之趋势;三七净光合效率表现为上层 >中层 >下层;气孔导度、胞间CO₂浓度和净光合速率与光照强度显著相关,蒸腾速率与光照强度和气体温度显著相关,说明三七叶片净光合速率受光照强度直接影响,受气体温度和土壤温度间接影响。综上所述,研究表明三七立体栽培模式可行,改进苗床架构模式以提高中下层光照强度、增加苗床厚度以降低土壤温差和加强温室通风以调控气体温度等方式为今后提高立体栽培三七种植技术的改进方向。     

不同生长期乌头根际土壤酶动态变化研究

目的研究不同生长期健康与患病乌头根际土壤酶活性的动态变化。方法采用紫外分光光度法测定健康与患病乌头不同生长期蔗糖酶、脲酶和磷酸酶的活性。结果健康植株根际土壤蔗糖酶活性呈逐渐下降趋势,患病植株土壤蔗糖酶活性呈逐渐增强的趋势;在相同生长期,健康植株土壤脲酶、磷酸酶活性均低于患病植株,脲酶在3～5月均呈逐渐增强的趋势,酸性磷酸酶、碱性磷酸酶活性呈先降低后增强的趋势。结论健康与患病乌头根际土壤酶活性差异较大,为乌头病害的进一步研究提供了科学依据。     

不同栽培年限人参根区土壤养分 酶活性及微生物量的变化

目的 阐释不同栽种年限人参根区土壤养分、酶活性及微生物量的变化情况及其相互关系。方法 参照行业标准测定土壤养分含量,采用比色法测定土壤酶活性、平板稀释计数法测定土壤微生物量。结果 随栽培年限不断增加,人参（2年生除外）根区土壤真菌、细菌、放线菌量及丰富度均呈逐年降低趋势,土壤碱解氮含量和过氧化氢酶活性呈先升高后降低再升高趋势,土壤有效磷含量、纤维素酶以及蔗糖酶活性呈先升高后降低趋势,土壤脲酶活性呈先降低后升高趋势,土壤速效钾含量和酸性磷酸酶活性呈逐年升高趋势,其他土壤养分因子呈不同程度降低趋势。分析发现,相关系数（r）≥0.2的数据占全部数据的80.88%。结论 土壤微生物、矿质元素及酶活性等土壤因子具有明显的相关性,人参栽培过程中土壤微生态失衡及病原物生物量增加是人参连作障碍形成的主要原因之一。     

AM真菌对滇重楼根际土壤微生物数量及酶活性的影响

目的:研究接种AM真菌后滇重楼根际土壤微生物和酶活性的变化规律,为人工栽培滇重楼提供技术基础。方法:通过室温盆栽接种试验与室内分析相结合的方法,观察灭菌土壤条件下接种28种丛枝菌根(AM)真菌对滇重楼根际土壤微生物和土壤酶活性的影响。结果:滇重楼与AM真菌之间存在一定的相互选择性。AM真菌诱导处理后,不同AM真菌对滇重楼根际土壤微生物的数量、微生物生物量碳和土壤酶活性的影响有所差异,AM真菌的施用降低了滇重楼根际土壤中可培养真菌的数量,而对可培养细菌、放线菌数量呈现出增加的趋势,并提高了根际土壤微生物多样性指数、微生物生物量碳含量以及蛋白酶、脲酶、磷酸酶、过氧化氢酶和蔗糖酶活性。结论:滇重楼人工栽培中施用AM真菌能促使滇重楼根际微生物区系从低肥力的"真菌型"向高肥力的"细菌型"转化的趋势,提高根际土壤微生物多样性和酶活性,有助于维持滇重楼根际微生态系统的稳定性与和谐性,证明了田间人工栽培滇重楼施加AM菌剂的有效性及可能性。     

三峡库区栽培重楼属药用植物根际土壤微生物数量和酶活性的变化

目的研究不同产地、不同品种重楼属药用植物对其根际土壤微生物数量和酶活性的影响。方法实地调查与采集三峡库区重楼属药用植物根际土壤,采用微生物稀释平板培养法对重楼根际土壤微生物数量、土壤酶活性及其相关性进行研究。结果不同产地重楼根际土壤微生物各生理类群数量差异显著,土壤微生物区系中细菌为优势类群,放线菌次之,真菌很少。土壤微生物数量的变化趋势与土壤微生物多样性指数的变化趋势不一致。不同产地重楼根际土壤磷酸酶、蔗糖酶和蛋白酶活性各异。相关分析显示,根际土壤酶活性与土壤微生物数量之间存在相关关系。结论选择合适的重楼品种和栽培基地,有利于根际土壤微生物数量和酶活性的提高,从而为重楼生长发育创造良好的微生态环境。     

半夏间作不同作物对土壤微生物、养分及酶活性的影响研究

目的:研究半夏间作不同作物对土壤微生物、养分及酶活性的影响。方法:采用随机区组设计,选择前茬玉米地块进行了大田试验,设置单作半夏及半夏-魔芋、半夏-决明、半夏-辣椒、半夏-玉米、半夏-大豆、半夏-高粱6种间作处理组合。结果:单作半夏土壤细菌数量和放线菌数量均低于其余6种间作组合,仅半夏-魔芋土壤真菌数量高于单作半夏;单作半夏土壤脲酶及酸性磷酸酶活性均低于其余6种间作组合,蔗糖酶、多酚氧化酶及过氧化氢酶活性均处于较低水平;单作半夏土壤中全K含量最高,全P含量仅低于半夏-玉米,速效P含量仅高于半夏-魔芋,全N含量最低。结论:间作可以提高土壤综合肥力,半夏-决明土壤肥力综合评分最高,半夏-玉米次之,可能成为消减半夏连作障碍的理想间作搭配。     

蛇足石杉不同天然居群的土壤酶活性研究

目的:了解可能促进蛇足石杉孢子萌发及植株生长的土壤酶种类及其活性情况。方法:分别采集重庆黄水镇蛇足石杉分布区中5年、10年、15年生柳杉林地土壤,海南霸王岭东五样地和东二样地土壤。采用酶联免疫法测定土壤中蛋白酶、过氧化氢酶、多酚氧化酶、脲酶、蔗糖酶、纤维素酶和磷酸酶7种酶活性。结果:重庆15年林地、海南东五等有蛇足石杉分布的样地中重庆15年林地样地的蛋白酶、过氧化氢酶及多酚氧化酶活性较高,而海南样地脲酶、蔗糖酶活性较高;重庆15年林地土壤蛋白酶、过氧化氢酶及磷酸酶活性高于5年和10年林地,而多酚氧化酶、脲酶、蔗糖酶活性低于二者;5年林地土壤纤维素酶活性较高;海南东五样地土壤蛋白酶、蔗糖酶、纤维素酶及磷酸酶活性低于东二样地,两样地在过氧化氢酶、多酚氧化酶及脲酶活性方面差异不显著。结论:蛋白酶、过氧化氢酶和多酚氧化酶可能有利于蛇足石杉孢子萌发;较高的脲酶、蔗糖酶、纤维素酶和磷酸酶活性可能更有利于蛇足石杉植株生长。     

三七连作的根际、根内微生物变化与生态学研究进展

三七是我国特有的中药材,主产于云南大部和广西部分地区,而连作障碍是制约三七产量和品质提升的重要瓶颈。三七根际微生物及根内共生微生物的动态变化是三七连作障碍的重要诱因,也是目前的研究热点。对三七连作过程中根际土壤微生物、根内共生微生物的动态变化研究进展进行综述,特别是连作障碍中致病微生物的研究进展进行综合分析,并总结了相关生态学的研究现状;提出了2种研究三七连作障碍土壤微生物的方法:(1)可培养与免培养方法相结合对三七连作障碍过程中微生物动态变化进行研究;(2)针对重要致病微生物种进行实时定量跟踪。旨在为尽快削减三七连作障碍提供理论依据。     

云南三七道地产区地质背景及土壤理化状况分析

目的研究三七道地性与其地质背景系统(GBS)、土壤理化状况的关系。方法比较云南、广西三七产区的不同地质背景系统,分析土壤理化状况。结果云南道地三七的分布受GBS的制约,三七最适宜的地质背景为碳酸盐岩和碎屑岩混合型黄红壤区。结论道地三七产区土壤受其成土母质影响;道地三七最适合的土壤类型是中性偏酸性的壤质黏土,对低盐基饱和度的土壤较适应,可作为其道地性的特征之一。     

土壤无机元素含量与三七药材品质的关系

目的:三七药材品质可能与种植土壤中无机元素含量有关,研究土壤中无机元素与三七药材品质的相关性,为三七科学种植提供理论依据。方法:采集云南省文山州、红河州、玉溪市和曲靖市4个产地16个样点种植三七的根及根际土壤,通过电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定三七根及根际土壤无机元素含量,通过高效液相色谱法(HPLC)测定三七根中皂苷类成分含量。结果:文山州土壤和药材中人体健康必需微量元素含量较其他3个产地高,4个产地的三七根际土壤和药材中有害元素镉(Cd)含量均较高;三七药材中人体健康必需微量元素,如铝(Al),铁(Fe),硒(Se)多与土壤中镁(Mg),钾(K)呈显著正相关,与土壤中重金属元素砷(As),汞(Hg)呈显著负相关;4个产地的三七皂苷类成分含量无显著性差异,其中,文山州与曲靖市较高,红河州次之,玉溪市最低;三七皂苷类成分含量与药材中无机元素含量有关,与土壤中无机元素含量无显著相关性。结论:土壤无机元素通过影响三七药材中无机元素含量影响三七药材品质,建议三七种植选择Mg,K含量较高的土壤。     

三七传统产区和新产区植株农艺性状比较及相互关系研究

目的：对三七传统产区和新产区的产地环境、植株农艺性状及其药材产量组成进行分析评价,为三七引种栽培和生产区划提供科学依据。方法：在采收期对文山、砚山、马关、靖西等三七传统产地和昆明、曲靖、红河、玉溪等三七新产地的商品三七进行调查取样,对产地经纬度、海拔、土壤类型、地貌以及三七植株叶、茎、根部农艺性状指标进行测量和统计分析。结果：商品三七种植由文山等传统产地大规模向红河、昆明、曲靖等新产区扩展。三七新产区种植海拔较传统产区有大幅提高,在1 800~2 130 m,种植地块选择在中低山斜坡和缓丘的红壤地。三七新产区植株株高、茎粗、地上和地下生物产量等农艺性状指标均较传统产区有不同程度提高,其中根条重、块根重、主根长等农艺指标增加幅度均超过20%。不同产区间比较,红河石屏牛街、昆明石林圭山、红河建水官厅等地所产三七植株高大粗壮、块根和剪口大、支根发达;昆明官渡小哨、广西靖西禄峒、文山砚山江那等地的植株瘦小、块根和剪口小。聚类分析表明,新产区和传统产区交叉聚类,三七产地可分为3大组,其中红河石屏牛街、红河建水官厅、昆明石林圭山3个新产区及传统产区文山砚山干河为三七高产区域。相关性分析表明,三七块根、剪口的大小和质量,同植株地上部分的株高、茎粗、叶片大小、叶重和茎重显著正相关。回归分析表明茎粗、叶片宽、叶片长/宽、叶干重等农艺性状是影响块根干重的主要因子,而株高、叶柄长、叶片长、叶片宽等农艺性状是影响剪口干重的主要因子。结论：三七传统产区的西部和北部,海拔为1 800~2 130 m的中低山斜坡及缓丘红壤地适合种植三七,其中红河石屏牛街、红河建水官厅、昆明石林圭山可作为商品三七的重点引种发展区域。     

基于粒子群-随机森林算法和气象数据的三七叶面积生长预测模型

目的 基于数据挖掘技术,建立三七叶面积生长预测模型,对于三七整个生长期的精准管理与决策提供参考。方法基于粒子群-随机森林算法,采用2018、2019年4～10月云南省红河自治州泸西县三七种植基地棚内气象因子数据以及三七叶面积生长数据作为训练集和测试集构建生长预测模型。结果 通过特征工程中皮尔森系数分析可知,三七叶生长与土壤温度、上方水蒸气压和下方水蒸气压等气象因子呈正相关,其中土壤温度正相关程度最大,其皮尔森相关系数在0.75～0.90;下方土壤热通量与三七叶生长呈负相关,其皮尔森相关系数为-0.4～-0.3;通过粒子群优化随机森林算法训练的生长预测模型,其均方根误差(root mean square error,RMSE)收敛时值为0.021 82,模型优化后的三七叶生长预测模型决定系数R2达到0.999 97。结论 通过多种算法对比实验结果表明,粒子群-随机森林算法构建的三七叶面积生长预测模型具有较高的预测精度。该方法为三七叶的生长预测提供了新的研究思路。     

三七药材质量特征和商品规格等级标准研究

通过市场调查和文献研究,了解三七药材质量特征和商品状况。并从市场和产地采集样品进行分析,结合生产实际,修订三七药材商品规格等级标准。该研究将三七药材按照不同部位和采收时间划分为主根(又分为春七和冬七)、筋条和剪口共4种规格,春七和冬七又按个头大小简化为20头、30头、40头、60头、80头、120头、无数头和等外8个等级。在此基础上分析比较了三七不同规格、等级间药材的密度和内在成分含量的差异,并探讨了产地、种植年限、采挖时间对三七商品规格等级影响,修订完善了三七药材商品规格等级标准。同时,建议《中国药典》在中药材三七项下按照药用部位和规格进一步细分药材的质控指标,并明确各中药材"采收年限"和药材密度,合理引导中药材生产,保证药材质量。     

基于高通量测序的三七微生物群落结构特征分析

目的获得鲜三七和干三七菌群结构信息。方法以鲜三七和干三七为研究材料,利用Illumina MiSeq平台,采用高通量测序并进行数据分析。结果鲜三七和干三七共获得637个操作分类单元(OTUs),其中15个OTU为共有,鲜三七和干三七特有的OTU数量分别为484、123个。新鲜三七中占比较大的菌门为变形菌门(Proteobacteria,59.7%)、厚壁菌门(Firmicutes,40.1%);干三七中占比较高的菌门为厚壁菌门(Firmicutes,99.8%)。鲜三七中占比较大的菌属为肠杆菌属(Enterobacter,37.4%)、嗜碱菌属(Alkaliphilus,11.5%);干三七中占比较大的菌属是芽孢杆菌属(Bacillus,54.6%),类芽孢杆菌(Paenibaciiius,44.9%)。KEGG功能预测表明干三七的萜类化合物和聚酮类化合物代谢功能菌群的相对丰度高于鲜三七。结论鲜三七菌群多样性高于干三七;干三七中的萜类化合物和聚酮类化合物代谢功能菌群丰富度高于鲜三七,这为三七发酵皂苷菌株筛选提供了重要参考。     

三七遗传改良的研究进展

三七Panax notoginseng作为传统名贵中药材,市场需求量大,人工种植是保障三七原料供给的主要措施之一。但三七在种植过程中对生态环境要求苛刻,面临着生长分布区域狭窄、连作障碍严重等诸多问题,加之三七良种对三七种植产业贡献率较低,三七品种化制度尚未建立。因此,从三七种质资源收集与鉴定、新品种选育、三七重要性状及关键基因挖掘、分子标记开发、组学技术应用等方面对三七遗传改良工作进行整理,为今后三七的新品种选育工作提供参考。