太子参连作介导土壤灾变的消减技术体系构建与应用
来源:成果转化处、省对外科技交流中心 时间:2023-02-08 10:45

  本项目攻克了太子参连作障碍难题,深入揭示了太子参连作障碍形成的生态学机制并建立了太子参安全稳定环保可持续的连作障碍消减技术体系,推广应用效果显著。

  1、揭示了太子参连作障碍形成的生理生态学机制,明确了栽培耕作调控方向。首次测序并构建太子参基因组图谱,挖掘了主要药用活性物质皂苷、环肽与黄酮的代谢通路,鉴定了太子参抗病抗逆相关基因,填补了太子参基因组的研究空白,为深入研究太子参连作障碍形成的减产降质分子机制,提供了坚实的分子遗传信息和科学理论依据。探明了连作太子参生长发育受阻的分子生理机制,指出连作导致太子参钙信号感知系统、抗性相关基因表达调控与超敏反应、最终促使其细胞程序性死亡、光合作用能力下降,减产降质,为制定合理的栽培耕作调控奠定理论基础。阐明了太子参连作下基础地力下降、土壤环境酸化变劣、根际微生物群落结构失衡的根际生物学特性及分子生态学作用机制,明确太子参根系分泌物对根际有益菌和病原菌选择性抑制或促进的不同生态效应、特异微生物间复杂的互作关系及其作用机制,制定了以根际土壤的生物修复与生态调控为主的栽培调控方向。

  2、以根际土壤的生物修复与生态调控为导向,构建太子参安全环保稳定可持续的连作障碍消减技术体系。创建"品种易地轮换、同地种内轮种与种内搭配间作"的太子参不同品种交叉更替栽培技术,解决了根际土壤环境灾变固化和品种耐逆能力退化的关键问题,拓展生物资源多样性与拓宽生态位叠加效应,增加微生物多样性,促进根系分泌物代谢物的变化,提高了土壤养分,减少了连作病害的发生,交叉更替栽培太子参产量相对单个品种连作2年提高了240~360%。创制系列发福生物功能菌剂菌肥(发福1号、发福2号与发福3号功能菌剂菌肥),建立了"调土保棵促壮防衰" 生物功能菌剂菌肥复合消减技术,解决了土壤营养封存、土壤环境酸化变劣、根际微生物群落结构失衡的关键问题,生物功能菌剂菌肥应用的连作太子参产量与重茬太子参相比增长70%左右,与头茬太子参产量相当,药理效果与商品太子参一致,且菌剂菌肥应用的太子参在提高血清抗氧化能力方面效果显著。创造多种栽培模式+功能微生物菌剂菌肥栽培技术,解决了不同省份太子参产地自然环境对连作障碍消减效果的限制问题,分别建立了太子参-留种+菌肥→太子参、太子参-休耕+菌肥→太子参、太子参-淹水+菌肥→太子参、太子参-水稻+菌肥→太子参的栽培技术,产量提高了46.98~90.47%,其多糖和总皂苷含量占比分别提高了16.41~33.38%和15.22~24.43%。

  3、采用效率导向、技术迭代包括垂直乘数替代和水平累加替代、系统重构等阶段性持续生态强化策略,建立了集太子参生物功能菌肥消减技术、太子参多种栽培模式+功能微生物菌肥栽培技术、太子参种内间作技术、太子参无公害除草技术于一体的太子参安全环保稳定可持续的连作障碍消减技术体系,经田间试验示范,防控效果好,增产增效显著。2014-2019年连续六年,太子参连作障碍消减技术种植示范推广通过现场验收,现场验收专家给予了高度良好评价。

  成果获专利19项,发表论文32篇,经鉴定成果整体达国内领先水平,部分达国际先进水平。

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