连作三七土壤中自毒物质的研究

【摘要】： 中药三七为五加科人参属植物三七[Panax notoginseng(Burk)F.H.Chen]的根及根茎,具有散瘀止血、消肿定痛的功效。近年来,随着三七新用途的不断开发,社会需求量呈稳定的上升趋势。但是,三七在栽培过程中经常出现连作障碍现象,致使云南当地土地利用率降低。连作障碍发生的原因主要为:土壤有害微生物增加、土传病害加重、土壤次生盐渍化及酸化以及植物自毒作用。关于三七的自毒作用、自毒化感物质以及自毒作用对三七连作障碍的影响均未见报道。针对连作三七土壤中的自毒作用及其物质,本文以连作三七土壤为材料,以三七幼苗为受试对象,对三七的自毒性进行验证。并在此基础上,分析连作三七土壤中含有的物质及其动态变化规律,寻找三七的自毒化感物质,验证其量效关系。从而为消减三七的自毒物质和减轻三七的连作障碍提供理论依据。主要研究结果如下: (1)通过调查发现,连作对三七的生长有不利影响。三七的发病率随着轮作年限的增加三七的根腐病发病率有所降低,轮作10年的发病率基本接近本底土壤三七的发病率;连作一年、二年土壤盆栽三七,死亡率较高,分别为75%、100%:连作三年闲置一年土壤种植三七其株高、花苔高度明显低于本底土壤种植的三七。 (2)建立了连作三七土壤自毒作用的评价方法。通过发芽实验、幼苗生长实验证实了连作三七土壤的自毒作用。本文研究发现连作三七土壤水提液浓度在1.0g/ml时对三七发芽率、发芽指数、根长、苗高、鲜重、硝酸还原酶活性均有抑制作用,三七苗高比本底土壤水提液降低28%、发芽率减少4.44%,达到显著差异,萝卜发芽率明显降低,比本底土壤水提液降低14%,萝卜根长比本底土壤水提液降低23%,莴苣根长降低18%,均达到显著性差异。 (3)分别用石油醚、乙酸乙酯、正丁醇对连作三七土壤醇提液进行萃取,通过三七幼苗生长实验,发现乙酸乙酯层的自毒作用比较明显,在0.01mg/ml时抑制作用最强,苗高比对照降低46%,达到显著性差异。 (4)建立了三七根区土壤乙酸乙酯层HPLC指纹图谱,并对该极性层化学成分进行HPLC-MS分析,根据多级质谱数据推测出一个化合物三七皂苷-G。 (5)利用HPLC指纹图谱比对方法,分析了三七根区土壤与其根中共有化合物的存在状况,并分离鉴定一个共有化合物人参皂苷-Rh_1,对其进行三七幼苗生长实验证明,人参皂苷-Rh_1浓度在1.57×10~(-7)～1.57×10~(-6)mol/L范围时,三七幼苗苗高生长受到抑制。其中浓度在1.57×10~(-7)mol/L时,三七幼苗的苗高比对照降低59%,达到显著差异水平。 (6)通过高效液相技术分析了连作三七土壤中化学成分的动态变化规律,不同年限连作土壤色谱图中含有共有峰。 本论文的特色和创新在以下几方面: (1)初步证明连作三七障碍与其三七自毒作用具有一定关系。 (2)证实了连作三七土壤对其幼苗的生理和生长具有抑制作用,并对其作用方式、作用程度进行了考察。 (3)建立了三七自毒物质的研究方法,鉴定了部分自毒物质,并对其自毒性进行了生物验证。