人参、西洋参均是五加科重要药用植物。我国一直采用伐林栽参,由于人参和西洋参忌连作(轮作周期30年),导致大量森林因种参而被砍伐。因此,解决人参、西洋参忌连作问题是解决参林争地问题的重要措施。本项目在总结国内外研究工作并结合自己最近研究成果基础上,认为人参、西洋参的化感作用是导致忌连作的主要原因,将以往被忽略的人参和西洋参化感物质(Allelopathy)作为重要因子来研究,试图从内因和外因相互作用角度探索人参忌连作的机理,寻求忌连作的解决途径,为解决参林争地的矛盾,达到既发展参业又保护森林资源的目的提供依据。其研究结果对于解决人参属其他植物(云南三七、日本竹节参等)忌连作问题和探讨野生人参资源濒危机制极具借鉴意义,对目前国际上比较关注的植物化感物质以及天然生物活性物质(Biological Active Natural Products) 研究也有参考价值。
本研究取得的主要结果如下 1、建立了高效的人参化感物质筛选方法和人参化感物质作用活性的微观检测技术。 2、从人参土壤中分离到的56种化感物质,其中,棕榈酸甲酯等37个化合物有生物活性。 3、证明人参根际土壤和植株具有自毒性。 4、人参的化感作用是导致忌连作的主要原因,土壤理化性状和微生物种群的改变是次要原因。 5、人参忌连作的主要原因为人参化感物质具有抑制植株生长的自毒性、促进人参病害发生。 6、人参化感物质作用机理(1)抑制了人参种子萌发中淀粉酶的活性,使得种子萌发和幼苗生长过程中物质和能量供应不足,从而抑制了幼苗的正常萌发和生长。(2)抑制种子萌发所需要的关键酶来抑制种子发芽。(3)导致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,细胞丧失正常生理功能。(4)通过影响人参根系脱氢酶(TTC)活性,使人参根系活力受到抑制,吸收养分能力降低,根系生长缓慢,生长发育受阻。(5)导致人参根部土壤的酸化,在局部形成了人参锈腐病等致病菌生长的有利环境,造成人参的连作障碍。 7、发明的人参忌连作综合技术,使连作时间由10-15年缩短至3-5年。