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目前天麻主要以人工栽培为主,天麻在同一种植穴(简称麻穴)中连续种植会出现产量低品质差的连作障碍现象。在产区,基本都是采挖天麻后将旧麻穴废弃,不再利用,也有认为自然恢复几年后可以再植天麻的,但自然恢复期间土壤会发生哪些变化、具体要间隔几年才能再植天麻,均不清楚。此外,种植天麻后,旧麻穴得不到再次利用,长时间闲置,也是对土地资源的浪费。针对以上问题,本试验对自然恢复0~5年麻穴土壤、旧麻穴轮作黄精及天麻不同株系进行了研究。主要研究结果如下:(1)自然恢复不同年限麻穴土壤性质的变化。随着恢复年限的增加,自然恢复0~5年麻穴土壤的pH值和有机质含量呈现上升趋势,且麻穴土壤的土壤pH值均低于非麻穴土壤的,有机质含量是非麻穴土壤的2.14~4.16(倍)。种植过天麻的麻穴土壤中多酚氧化酶、过氧化氢酶、脲酶、酸性磷酸酶及蔗糖酶的含量显著高于未种植过天麻的非麻穴土壤,随着自然恢复年限的增加,麻穴土壤多酚氧化酶活性整体呈现先上升后降低的趋势,脲酶和酸性磷酸酶活性整体呈现先降低后上升的趋势,过氧化氢酶和蔗糖酶活性整体呈现降低的趋势。从自然恢复0~5年麻穴土壤浸提液中,鉴定出苯甲酸、香草醛和邻苯二甲酸二丁酯等三种潜在化感物质。从其在总物质中所占比例来看,随着自然恢复年限的增加,三种潜在化感物质相对含量呈比较明显的逐渐下降趋势。自然恢复0年麻穴土壤化感物质相对含量最高,分别为苯甲酸10.96%、香草醛3.95%、邻苯二甲酸二丁酯20.09%,自然恢复1~5年后苯甲酸、香草醛、邻苯二甲酸二丁酯相对含量在1.12%~3.88%、1.19%~3.20%、0.10%~13.88%之间。在自然恢复0~5年的麻穴土壤中,随着恢复年限的增加,麻穴土壤真菌和细菌的丰富度和多样性均呈增加趋势。其中,变形菌门、绿弯菌门和芽单胞菌门等细菌的相对丰度降低;放线菌门的相对丰度升高,慢生根瘤菌属有所降低的趋势;真菌中担子菌门呈下降趋势,子囊菌门和球囊菌门呈增加趋势,被孢霉属和原隐球菌属的相对丰度增加,木霉属的相对丰度降低。(2)自然恢复0~5年麻穴土壤再植天麻研究。研究结果显示,恢复不同年限麻穴中天麻与蜜环菌生长差异显著,在自然恢复0~5年土壤中,天麻生长最差的是自然恢复0年的麻穴,无箭麻生长,仅有少量白麻32.01g/m~2,最好的是恢复5年麻穴,总产737.56g/穴,箭麻产量513.86g/穴,箭麻个数8个/穴,恢复5年麻穴中天麻总产、箭麻产量、箭麻个数仍分别比新挖麻穴减少了60.52%、67.99%、56.36%。在自然恢复0~5年土壤中,以恢复5年麻穴中蜜环菌的生长情况最好,其蜜环菌菌索生物量为15.83g/穴,抗拉力强度为9.47N,与新挖麻穴相比无显著差异;最差的是恢复0年的麻穴,蜜环菌菌索生物量1.52g/穴,抗拉力强度为3N。除自然恢复0年的天麻药材品质浸出物含量达不到《中国药典》(2020版)标准外,其余恢复年限均已达到了药典标准,其中自然恢复5年时的天麻素和对羟基苯甲醇的含量最高,分别为0.65%、0.60%。本研究表明,种植天麻后,即使自然恢复4~5年,再植天麻时其新生麻和蜜环菌生长仍不如新挖麻穴的效果好。(3)旧麻穴轮作黄精研究。与轮作黄精前的麻穴土壤相比,轮作黄精后的土壤pH值、土壤有机质、全氮含量、碱解氮和速效钾含量提高。单因素试验下结果显示,当种茎为80~90g时,植株生长最好,株高142.76cm、根茎粗8.82mm、叶面积13.36mm~2;当种植密度为4株/穴时,植株生长最好,株高103.02cm、茎粗9.55mm、叶面积20.61mm~2;当施肥量为0.25kg/穴时,植株生长最好,株高135.07cm、茎粗9.74mm、16.94mm~2。正交试验结果显示,当种茎大小为70~80g、种植密度为4株/穴、施肥量为0.15kg/穴时,植株生长最好,株高127.18cm、茎粗10.36mm。旧麻穴轮作黄精后均能正常出苗和生长,药材品质都已达到《中国药典》(2020版)标准。单因素试验筛选结果为,种茎大小80~90g,种植密度3株/穴,施肥量为0.35kg/穴;正交试验筛选结果为,种茎大小70~80g、种植密度4株/穴、施肥量0.15kg/穴。(4)不同株系天麻种质筛选与连作研究。株系4的总产量、箭麻产量、箭麻个数分别比株系41高344.99%%、319.68%、65%,且两者差异显著,因此株系4具有一定的耐连作特性。株系4与41的质量均达到了《中国药典》(2020版)标准。与株系41相比,株系4的天麻素、对羟基苯甲醇、天麻素+对羟基苯甲醇含量分别提高了81.25%、133.33%、101.89%,折干率、浸出物分别提高了26.57%、61.74%,水分、总灰分分别降低了24.93%、27.83%。