[00111779]川党参连作障碍机制及修复技术研究

本研究为自选课题,先后得到湖北省高新技术产业发展专项（科学技术研究与开发）（2012DKA27001）、湖北省技术创新专项（2016AKB053）、湖北省农业科技创新中心专项资金（2016-620-000-001-039）、湖北省中央引导地方科技发展专项（2018ZYYD013）、国家现代农业产业技术体系建设专项（CARS-21）等的资助。 技术原理：运用农业生态学原理,进行连作障碍成因及消减技术体系研究。 性能指标： 1、连作使川党参药材产量显著降低,党参多糖和炔苷积累量明显下降。 2、通过转录组分析,发掘了引起川党参连作障碍的候选基因。 3、川党参连作导致土壤理化性质劣变和土壤微生物区系的变化是形成其连作障碍的重要原因。 4、生石灰和钙镁磷肥可改良川党参连作土壤,大田最佳施用量分别为1.73~3.45 t/hm2和3.45~6.90 t/hm2。 5、有机肥处理（4500 kg/ hm2）和硅钙钾镁肥处理（750 kg/ hm2）可显著缓解川党参连作障碍。 6、将棉隆和杀菌剂组合使用,可促进川党参生长,增产达50.0%以上。 主要创新成果如下： （1）应用农业生态学与生理学理论和技术,明确了化感自毒、土壤酸化和养分失衡与微生物构成紊乱等是川党参种植中连作障碍的主要成因。 （2）运用高通量测序技术,研究川党参根际土壤微生物区系的变化趋势;并运用转录组测序技术,发掘了川党参连作障碍胁迫相关的10个候选基因,进一步阐释了川党参连作障碍的发生机制。 （3）通过调整土壤pH、增施有机肥和微生物肥以及土壤消毒等技术,构建了川党参连作障碍消减技术体系,在湖北恩施、五峰等川党参主产区推广运用,取得了良好的效果。 （4）本项目发表论文3篇,其中SCI论文1篇,主持和参与制定了团体标准2项。本项目的技术成熟度为8级。其适用于湖北、重庆、四川、贵州等川党参产区,在面临川党参用地紧缺而不得不连作的情境下,具有广阔的推广前景。本项目技术采用绿色环保农业投入品,并严格控制用量,辅以科学操作,具有对植物和环境的安全性。 1、应用情况 本项目技术成果在第二完成单位恩施程丰农业综合开发有限公司进行了推广应用。2017-2019年累计创收约520万元,利润额45万元,经济效益显著。同时在其它公司或合作社的川党参连作地块上成功应用,川党参连作土壤经以上技术方案处理后栽植川党参,与用新地轮茬种植相比,较好地降低了生产成本,大大降低了种植风险,该技术成果已挽回的经济损失约810万元。 2、存在的问题和改进意见 （1）川党参参根部病害致病菌研究待深入。深入开展川党参连作土壤中的致病菌分离和验证,确定与川党参连作障碍密切相关的致病菌类型,为“微生物群落结构紊乱是导致川党参连作障碍的重要因素之一”的结论提供直接证据。 （2）复合模式种植缓解连作障碍的研究有待深入。以生物多样性为特征的合理轮作、间作、套作,对于连作障碍的缓解具有重要作用。已先期开展了川党参轮作作物筛选、轮作年限（数据未发表）,将以微生物调控为目标,避免单一化耕作模式的隐患,进一步加强根际调控研究,为川党参连作障碍消减提供技术支撑。 （3）消减川党参连作障碍的综合措施有待深入研究。连作障碍的发生涉及多方面复杂因素,解决其连作障碍问题也必将是一个系统工程,可能涉及多种技术措施的综合运用与系统集成。川党参连作障碍问题的解决,也应遵循此要义,本研究虽有涉及,但在土壤消毒、杀菌剂以及微生物增益等方面尚有广阔的优化提升空间,在未来研究中需注意多种技术措施的综合运用。