
连作障碍是指同一作物或近缘作物连作后,即便在正常的栽培管理下,也会出现产量降低,品质恶劣和生育状况变差的现象。
中国40%以上中药材需要人工栽培,而根茎类中药材在种植过程中存在严重的连作障碍现象。主要表现是:发芽率降低、病死率升高、生长期患病率上升,导致中药材的品质和质量下降,进而影响有效药用成分,甚至毒性增加,影响后期的药效。
多项研究结果表明,连作土壤中的有益微生物数量会随着连作年限的增加而减少,有害微生物的数量会增加,为土传病害的产生提供良好的条件,对根茎类药材产生毒害。连作土壤中的真菌数量增加,根际细菌和放线菌减少,土壤微生态环境失衡致使土壤感染病菌,导致栽培的中药材产量降低。
半夏因土地资源短缺,轮作倒茬时又经常出现倒茬不顺的问题,生产上常常连作,但连作时常见病虫害加剧、产量下降、植株生长趋于矮小化等问题。随着单一种植年限的延长,太子参的根粗、根长、须根数量都在逐渐减少,地上部表现为植株矮小、叶片枯萎黄化、害虫数量增多,收获后的单根质量明显下降。
1938年首次提出中药材长时间的连作会产生化感自毒作用,即植物通过挥发、淋溶、腐解和分泌根系分泌物等途径向土壤中释放某种物质,对植物和微生物产生促进或者抑制作用的现象。半夏产生的有机酸类、生物碱类和酚类能降低发苗率;白术、兰州百合和头花蓼同样会分泌脂类和酚类等多种次生代谢物质产生自毒作用,阻碍自身生长发育。
中药材连作也会影响土壤中养分的平衡和酶活性的高低。比如,三七连续栽培3年后,铁、锰、钾等元素产生富集,但钙、铜和镁元素却减少,降低三七的药材品质。
白术根际中全氮、有机质和速效钾等大量元素的数量变化不显著,但有效铁、铝和交换性锰等微量元素随着连作年限延长而急剧增加。与未栽培白术的土壤相比,种植了1年白术的土壤中脲酶和蛋白酶活性变化不明显,但连续种植了2年白术的土壤中 2 种酶的活性相比不栽种和种植了 1 年白术的土壤显著下降;连续种植了 2 年白术的土壤中过氧化氢酶活性比不栽种和种植了 1 年白术的土壤分别下降了 19. 50%和 14. 49%。
当归与白术的栽培土壤的酶活性变化稍有差异。随着 当归种植年限的增加,土壤中脲酶活性先升高后下降,多酚酶活性升高、降低再升高,过氧化氢酶活性一直升高,磷酸酶活性变化不明显。