丹參根際微生物和連作障礙的研究進(jìn)展

黃菊英，崔 東，劉玉珊，劉云國，楊美娟，韓慶典

[1.伊犁師范大學(xué)生物與地理科學(xué)學(xué)院，新疆伊寧835000；2.浙江大學(xué)山東(臨沂)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)研究院，山東臨沂276005；3.臨沂大學(xué)農(nóng)林科學(xué)學(xué)院，山東臨沂276005]

丹參(Salviamiltiorrhiza)別稱紅根，屬于多年生草本植物，具有良好的藥用價值，被廣泛用于治療各種疾病[1]。《中國藥典》中早有記載，丹參地下部分的根和地上部分的莖可作為藥材用于治療和預(yù)防心血管疾病、肝臟疾病和糖尿病等，具有活血祛瘀、保護(hù)心肌、抗血栓和抗炎等功效[2-3]；在現(xiàn)代中國臨床治療中，丹參已成為常用的中藥之一。丹參主要分布在山東省、河南省、四川省和陜西省等地區(qū)，其中在山東省的種植面積占據(jù)總產(chǎn)區(qū)的50%以上，主要分布在臨沂、泰安、淄博、萊蕪和日照等地區(qū)。正是由于丹參栽培受地域、海拔和氣候等因素的影響，所以栽培面積十分有限，逐漸開始出現(xiàn)在同一地塊栽培多年的現(xiàn)象，丹參重茬問題日益加重，嚴(yán)重影響丹參的產(chǎn)量和品質(zhì)。隨著連作年限的增加，丹參出現(xiàn)的病害增多，包括生長發(fā)育不良、植株壞死、主根腐爛等不良現(xiàn)象，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。連作障礙已成為當(dāng)前制約丹參產(chǎn)業(yè)可持續(xù)、高質(zhì)量發(fā)展的重要因素，而連作障礙的形成原因又十分復(fù)雜，涉及多種因素[4]。

根際是指距離植物根系最近的位置，是土壤-根系-微生物相互作用的微區(qū)域。根際微生物是指附著在根表面和附近土壤中的生物類群，主要是以細(xì)菌為主，其中還包括放線菌、真菌、藻類、原生動物和病毒等[5]，是整個土壤生態(tài)系統(tǒng)中最活躍的組成因子。根際作為植物和土壤之間緊密聯(lián)系的重要橋梁，其區(qū)域范圍內(nèi)微生物數(shù)量和種類繁多，對植物的正常生長與發(fā)育起著重要作用。植物-土壤-根際微生物三者相互作用組成一個完整的生態(tài)體系，因此，研究三者之間的關(guān)聯(lián)性至關(guān)重要。筆者主要從丹參根際微生物多樣性、丹參與根際微生物的相互作用、丹參連作障礙的產(chǎn)生機(jī)制及其防治措施等進(jìn)行闡述，以期為解決丹參連作障礙提供相關(guān)理論依據(jù)。

1 丹參根際微生物的多樣性

目前，對于根際微生物的研究主要包括純培養(yǎng)和非培養(yǎng)2種方式。純培養(yǎng)是利用平板培養(yǎng)基進(jìn)行涂布劃線分離培養(yǎng)，非培養(yǎng)主要包括PCR-DGGE、BLOLOG、高通量測序等。如表1所示，研究發(fā)現(xiàn)丹參根際土壤中可培養(yǎng)的細(xì)菌優(yōu)勢菌屬主要包括芽孢桿菌屬(Bacillus)、假單孢菌屬(Pseudomonas)和拜葉林克氏菌屬(Beijerinckia)等[6]；根際可培養(yǎng)的放線菌包括鏈霉菌屬(Streptomyces)、諾卡氏菌屬(Nocardiopsis)和紅球菌屬(Rhodococcus)等[7-8]；可培養(yǎng)真菌優(yōu)勢菌屬主要包括青霉菌屬(Penicillium)、木霉屬(Trichoderma)和曲霉菌屬(Aspergillus)等[9]。

隨著分子生物學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對植物根際土壤微生物進(jìn)行16S rDNA和ITS基因測序分析，可以直接反映出土壤微生物群落的多樣性。目前，研究者們通過非培養(yǎng)的方法獲得丹參根際微生物的種群(表1)。陳章采用變性梯度凝膠電泳(DGGE)的方法[10]，研究了丹參根際中細(xì)菌和真菌種群結(jié)構(gòu)變化，其中7個DGGE代表性條帶測序結(jié)果顯示，丹參根際細(xì)菌優(yōu)勢菌屬包括乳桿菌屬(Lactobacillus)和腸球菌屬(Enterococcus)；9個DGGE代表性條帶測序結(jié)果顯示，丹參根際真菌的優(yōu)勢菌屬包括枝頂孢霉屬(Acremonium)、莖點(diǎn)霉屬(Phoma)和毛殼菌屬(Chaetomium)等。研究發(fā)現(xiàn)，在門的分類水平上，丹參根際優(yōu)勢細(xì)菌菌門主要包括變形菌門(Proteobacteria)、酸桿菌門(Acidobacteria)和浮霉菌門(Planctomycetes)等；丹參根際優(yōu)勢真菌菌門主要包括子囊菌門(Ascomycota)、擔(dān)子菌門(Basidiomycota)、接合菌門(Zygomycota)和球囊菌門(Glomeromycota)及未知菌門等[11-13]。研究結(jié)果可以看出，可培養(yǎng)與非培養(yǎng)得到的根際優(yōu)勢菌屬的種類基本一致，如細(xì)菌中的假單孢菌屬和芽孢桿菌屬、真菌中的枝頂孢霉屬和曲霉菌屬。同時，在研究根際與非根際土壤時，發(fā)現(xiàn)根際土壤中的細(xì)菌、真菌和放線菌的數(shù)量明顯高于非根際土壤，這也充分說明了丹參根際土壤微生物群落的多樣性[14]。

表1 丹參根際微生物的主要類群

雖然利用純培養(yǎng)的方法所分離得到的微生物較少，但是可以得到活的菌株，可以為后續(xù)開展促生試驗(yàn)提供菌株；而非培養(yǎng)的手段所得到的微生物群落結(jié)構(gòu)更為具體和全面。因此，今后對丹參根際微生物的多樣性應(yīng)采用多種方法同時進(jìn)行研究。

2 丹參與根際微生物相互作用

植物生長過程中主要是通過根系分泌物或植物殘留物的形式向土壤釋放一些物質(zhì)，為土壤微生物提供碳源和氮源[15]。不同植物品種、不同發(fā)育時期、不同種植模式和根系分泌物的產(chǎn)生都會對根際微生物產(chǎn)生不同的影響；而根際微生物對植物的生長也會起到促進(jìn)或抑制的作用。植物根系與根際微生物是一個緊密聯(lián)系的共同體，它們之間相互促進(jìn)、相互影響。

2.1 丹參對根際微生物的影響

根際分泌物作為植物與環(huán)境因子進(jìn)行信息交流的媒介，能夠?yàn)楦H微生物提供所需的養(yǎng)分，進(jìn)而增加根際微生物群落的多樣性[16]。丹參根際分泌物主要包括醇、羧酸、醛、烷、酚、酯六大類成分[17]，其中酚酸類物質(zhì)的存在會降低土壤pH值，導(dǎo)致有益細(xì)菌的數(shù)量逐漸減少，有害病原菌的數(shù)量明顯增加[18]。陳章等在研究連作丹參對根際真菌的影響時發(fā)現(xiàn)，隨連作年限所增加的病原真菌，可能與根系分泌物有關(guān)[19]。楊先國等通過GC-MS分析丹參根際分泌物的組成成分，證實(shí)了丹參根際分泌物會影響丹參的生長發(fā)育，從而造成丹參抗病能力的下降，還會對丹參的根際土壤微環(huán)境產(chǎn)生影響[20]。

根際分泌物只是影響根際微生物的原因之一，植物的品種、生長階段、種植年限、耕作模式等不同都會對根際微生物群落結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不同的影響[21-24]。隨著丹參種植年限的增加，丹參根際土壤中的細(xì)菌和真菌的數(shù)量和種類均發(fā)生明顯的變化[25]。在研究中江縣藥用植物根際微生物數(shù)量時發(fā)現(xiàn)混合方式下種植的丹參真菌數(shù)量較多，輪作、套作和休作模式下對丹參根際微生物群落結(jié)構(gòu)可以起到一定的恢復(fù)作用[13，26]。在研究不同地區(qū)的鳳丹根際微生物時，發(fā)現(xiàn)3個鳳丹地區(qū)的微生物群落結(jié)構(gòu)存在一定的差異性[27]。研究不同品種的地黃時發(fā)現(xiàn)，地黃的不同品種對土壤根際真菌群落存在一定的可塑性[28]。因此，在考慮植物對根際微生物的影響時，應(yīng)綜合多方面的因素進(jìn)行全面分析。

2.2 根際微生物對丹參的影響

土壤微生物是植物生長環(huán)境中重要的組成部分，參與土壤養(yǎng)分循環(huán)、結(jié)構(gòu)形成和植物殘體的分解，對維持土壤質(zhì)量具有至關(guān)重要的作用。而根際微生物指的是緊密附著于根組織、根表面及根平面的微生物，既包括如假單胞菌屬和芽孢桿菌屬等有益菌屬；也包括抑制植物生長的有害菌屬，如莖點(diǎn)霉屬和炭疽菌屬等。根際微生物群落的豐富度可以表征土壤肥力水平，即土壤肥力水平越好，根際微生物的多樣性就越高。

根際微生物可以直接作用于植物的生長，而且對維持丹參的健康和土壤肥力具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。蔣靖怡等在研究丹參根際微生物時發(fā)現(xiàn)了有固氮作用的根瘤菌株、可以降解酚類物質(zhì)的鞘脂單孢菌株、具有硝化作用的亞硝化單胞菌株、具有解磷功能的假單胞菌株等功能細(xì)菌菌株，同時還包括具有分解功能的子囊菌門的肉座菌目和糞殼菌目等功能真菌菌株[11-12]。林貴兵等在中江縣丹參中也發(fā)現(xiàn)了許多有益細(xì)菌，包括氨化細(xì)菌、硅酸鹽分解菌、有機(jī)磷分解菌等[14]。丹參中還包括假單胞菌屬、芽孢桿菌屬、伯克霍爾氏菌屬等根際促生菌[6，18]，根際促生菌的存在能夠促進(jìn)植物對各種營養(yǎng)元素的吸收，抑制病原菌的孳生[29]；有些根際促生菌還具有分泌激素的作用，進(jìn)而對植物的生長起到促進(jìn)的作用[30]。同時，在丹參連續(xù)栽培過程中，還存在一些抑制其生長的根際微生物菌屬，如莖點(diǎn)霉屬、炭疽菌屬和球毛殼菌屬，這些菌屬作為植物病原真菌在丹參連作土壤中逐漸發(fā)展成為優(yōu)勢菌株，不僅對丹參的生長環(huán)境造成嚴(yán)重的影響，還破壞了土壤微生物群落的穩(wěn)定性[19，31]。

3 丹參連作障礙的產(chǎn)生機(jī)制

丹參連作障礙又稱丹參再植病、重茬病，是作物連續(xù)種植時普遍發(fā)生的一種綜合病，主要表現(xiàn)出生長矮小、根部腐爛、病蟲害加重和嚴(yán)重減產(chǎn)等不良現(xiàn)象，嚴(yán)重影響植物的生產(chǎn)[32]，研究發(fā)現(xiàn)，丹參最多只能連作3年，連作第4年枯苗率高達(dá)62%[33]。目前，連作障礙已經(jīng)成為限制丹參產(chǎn)量的重要影響因素，相關(guān)研究表明，丹參連作障礙主要包括土壤理化性質(zhì)改變和土壤呼吸減弱[34]、化感自毒作用[35]、土壤微生物群落結(jié)構(gòu)失衡[25]等因素，各因素與丹參連作障礙之間的關(guān)系見圖1[36]。

3.1 土壤理化性質(zhì)惡化

土壤作為陸地植物生長的主要場所，能夠?yàn)橹参锾峁┧匦璧酿B(yǎng)分，其中還包含植物生長所需的化學(xué)元素如N、P、K、Mn等。土壤理化性質(zhì)和營養(yǎng)元素可以反映土壤養(yǎng)分供應(yīng)能力和植物的生長狀況。植物的長期連作會導(dǎo)致土壤出現(xiàn)全碳、全氮、有機(jī)質(zhì)含量等理化指標(biāo)的下降，pH值隨著連作年限的延長而降低[37]，微量元素硫、硼、銅等比例出現(xiàn)失衡現(xiàn)象[38]。

丹參對土壤的適應(yīng)能力很強(qiáng)，在中性或偏酸、偏堿的環(huán)境下都可以正常生長。但是，長期連作會降低土壤的pH值，使土壤酸化嚴(yán)重，而土壤環(huán)境的逐漸惡化會降低丹參根部對土壤養(yǎng)分的吸收，進(jìn)而導(dǎo)致丹參因缺少某種營養(yǎng)元素而患病。當(dāng)?shù)⑷扁洉r，會出現(xiàn)裂根的現(xiàn)象；缺磷時，會出現(xiàn)葉片和植株逐漸變成紅紫色[39]。在研究藥用植物黃連時，發(fā)現(xiàn)連作不僅會導(dǎo)致根際土壤pH值從5.60降低到5.08，同時對土壤酶活性也產(chǎn)生一定的影響[40]，但是土壤有機(jī)質(zhì)、速效鉀和堿解氮等含量卻逐漸增加。白術(shù)連作土壤不僅表現(xiàn)出土壤酸化，土壤中的鉛、砷、鎘、鉻和銅含量也明顯增加[41]。劉敏等在對中江縣的丹參進(jìn)行研究時發(fā)現(xiàn)，輪作也會導(dǎo)致土壤蔗糖酶、酸性磷酸酶和多酚氧化酶等酶活性降低[42]。土壤呼吸速率作為反映土壤微生物活性的指標(biāo)，也可以反映植物根部和根際微生物整體生命狀況。崔寧等發(fā)現(xiàn)，丹參連作會對土壤碳循環(huán)過程產(chǎn)生抑制作用，進(jìn)而減慢土壤的呼吸速率，對丹參生長和根部質(zhì)量產(chǎn)生不良影響[34]。

3.2 化感自毒作用

化感物質(zhì)是指植物各器官通過分泌、揮發(fā)、雨水淋洗和殘體腐解的方式所釋放的次級代謝產(chǎn)物，而化感自毒作用是指一種植物的次級代謝產(chǎn)物對其他植物或其本身產(chǎn)生有利或有害的一種作用[43]。丹參根系分泌物和須根腐解物的積累是引發(fā)丹參再植病害的主要原因，不僅會加重病原菌對根際環(huán)境的破壞，還會影響當(dāng)茬植物的生長[44]?；凶远疚镔|(zhì)的積累也是導(dǎo)致連作障礙發(fā)生的原因之一。目前已經(jīng)有研究鑒定出苯甲酸、酞酸二甲酯、苯甲酸乙基己酯等15種丹參自毒物質(zhì)，對丹參種子萌發(fā)和幼苗的生長表現(xiàn)出抑制作用[17]。土壤中化感物質(zhì)的累積會導(dǎo)致植物生長緩慢，植物養(yǎng)分吸收減慢，光合作用減弱，還會對土壤微生物活性和多樣性產(chǎn)生一定的影響。同時，還會促使病原菌繁殖，土傳病害率明顯升高，植物連作障礙程度加重[45]。相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，添加活性炭可以提高丹參的產(chǎn)量，促使土壤微生物中有益細(xì)菌增多，有害病原菌減少，從而促進(jìn)丹參的生長，并且還可以緩解丹參自毒作用和連作障礙的發(fā)生[46]。

化感自毒物質(zhì)存在于丹參的根莖葉中，其中根部的含量最多。自毒物質(zhì)與種植年限呈正相關(guān)，即隨著種植年限的增加會積累更多的自毒物質(zhì)，研究還發(fā)現(xiàn)，植物在不同的生長階段自毒物質(zhì)的種類也不盡相同[47]。劉偉等發(fā)現(xiàn)，丹參須根腐解所產(chǎn)生的辛酸、乙醛和十六烷3種主要的化感物質(zhì)與須根的積累成正比[48]，而且對連作障礙的持續(xù)發(fā)生可以起到促進(jìn)的作用。正是由于丹參的枯枝殘葉和須根的殘留所產(chǎn)生的化感物質(zhì)會影響植物的有效成分減少、產(chǎn)量品質(zhì)降低、土壤養(yǎng)分流失和土壤微生態(tài)系統(tǒng)的失衡[32]，所以，今后在采收丹參時，應(yīng)盡量減少枯枝須根殘留在土壤中，以此緩解連作障礙的發(fā)生[49]。

3.3 根際微生物環(huán)境失衡

根際微生物群落結(jié)構(gòu)的變化也是造成連作障礙的原因之一，而且在藥用植物中普遍存在。植物土壤微生物環(huán)境的變化主要與根際分泌物、植物殘體的腐解物、莖葉淋溶和植物揮發(fā)等物質(zhì)在土壤中的積累有關(guān)。西洋參連作導(dǎo)致土壤環(huán)境失衡，土壤中鐮刀菌屬的豐度顯著增加，有益菌數(shù)量減少[50]；地黃連作時根際真菌群落的豐度表現(xiàn)出增加的趨勢，尤其是致病菌鏈格孢菌的數(shù)量明顯上升，嚴(yán)重破壞了微生物的平衡[51]。Tang等在研究不同連作年限丹參根際土壤中放線菌和真菌群落多樣性時[25]，發(fā)現(xiàn)種植1年的土壤和未種植土壤根際放線菌群落結(jié)構(gòu)相似性達(dá)到65%，但是隨著種植時間的延長，相似性卻逐漸降低。這與劉偉等利用ITS序列分析不同連作年限的丹參根際土壤真菌的研究結(jié)果[31]一致。隨著連作年限的增加，根際土壤中細(xì)菌群落多樣性逐漸降低，根際真菌群落結(jié)構(gòu)的變化呈現(xiàn)出先下降后上升的趨勢。大量的植物病原真菌在連續(xù)種植期間逐漸發(fā)展成為優(yōu)勢菌屬并占據(jù)有利地位，對根際微生物原有的生態(tài)穩(wěn)定造成嚴(yán)重的影響。

其實(shí)，植物根際微生物群落結(jié)構(gòu)的變化是由細(xì)菌型轉(zhuǎn)向真菌型的一個過程，這一轉(zhuǎn)變?yōu)椴≡姆敝程峁┝擞欣麠l件。丹參被病原菌侵染時，主要會出現(xiàn)枯萎病、根腐病和紅葉病等嚴(yán)重病害，而且病害的發(fā)生還會混合出現(xiàn)[52]。因此，根際微生物環(huán)境的失衡應(yīng)該是植物發(fā)生病害最重要的原因之一。

4 連作障礙的防治措施

連作障礙已經(jīng)成為影響藥用植物產(chǎn)量和品質(zhì)的最大難題，連作導(dǎo)致植物根腐病、枯萎病和紅葉病等病害持續(xù)發(fā)生，病害率隨連作年限增加逐年升高，嚴(yán)重影響藥用植物的生產(chǎn)價值。為解決連作障礙，目前主要從選擇抗性品種、改變種植模式、施用微生物菌肥和土壤消毒等方面來緩解丹參連作障礙的發(fā)生。

4.1 選擇抗性品種

倪大鵬等在連續(xù)種植3年的丹參地塊中篩選出了7種成活率高、抗逆性強(qiáng)、產(chǎn)量高的優(yōu)質(zhì)品種，為解決丹參連作障礙問題提供了重要的途徑[53]。同樣，董林林等在連作三七的地塊栽培抗性品種，可以明顯降低三七根腐病和銹腐病的發(fā)病率，提高三七質(zhì)量，對三七藥材產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起到顯著的促進(jìn)作用[54]。因此，選用耐連作、抗病害和抗逆性強(qiáng)的品種可以有效緩解連作障礙的發(fā)生。

4.2 改變種植模式

研究發(fā)現(xiàn)，在丹參與桔梗輪作和丹參與白芍套作2種栽培模式下，土壤pH值由6.14分別升高到6.38和6.24，并且明顯改善了土壤酸化狀況；丹參根部AMF真菌侵染率比連作提高21.1%，而且丹參抵抗病蟲的能力和土壤微生物群落的多樣性也有所改善[13]。與傳統(tǒng)的栽培方式相比，地膜壟式栽培可以有效提高丹參的光照，起到一定的保溫作用，也能夠提高土壤pH值、磷酸酶和蔗糖酶的活性，而且在一定程度上可以緩解連作障礙的產(chǎn)生[55]。同時，相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，采用地膜覆蓋種植后，將地膜完全揭除會提高丹參產(chǎn)量和有效成分含量，其中產(chǎn)量可以達(dá)到10 015.5 kg/hm2[56]。雷麗等在研究不同作物與丹參復(fù)合種植對其根際土壤的影響時，發(fā)現(xiàn)與辣椒形成的復(fù)合體更有利于改善土壤理化性質(zhì)，增加根際微生物的多樣性[57]。林貴兵等認(rèn)為，在輪作期休種能夠恢復(fù)丹參根際微生物群落的多樣性，而且在第2年休種是最合適的時期[58]。因此，利用不同的種植模式和適當(dāng)?shù)男莘N也是緩解連作障礙的有效措施之一。

4.3 施用微生物菌肥

微生物肥料作為一種綠色無害的生物肥料，菌劑內(nèi)富含大量的活性微生物，不僅能夠?qū)B作土壤養(yǎng)分起到一定的恢復(fù)作用，還能夠增加連作土壤微生物的多樣性，在一定程度上緩解連作障礙的發(fā)生[59]。目前，能夠有效預(yù)防丹參患病的菌劑主要包括芽孢桿菌、假單孢菌、鏈霉菌、木霉菌和AMF真菌等[60-63]。葉冰竹等將深綠木霉菌D16菌肥施入丹參中，發(fā)現(xiàn)施加15 g菌肥(400株丹參)后丹參的鮮質(zhì)量和干質(zhì)量是未施肥的2～3倍，其有效成分也增加了約2倍[64]。段佳麗研究發(fā)現(xiàn)，放線菌Act12菌劑能夠促進(jìn)丹參的生長，顯著增加丹參有效成分的積累和產(chǎn)量及品質(zhì)。其中還發(fā)現(xiàn)丹參根際有益微生物羅氏菌(Roseburiaaeria)、球形節(jié)桿菌(Arthrobacterglobiformis)和黃暗色鏈霉菌(Streptomycesxanthophaeus)等數(shù)量明顯增加，有害真菌黃曲霉(Aspergillusflavus)、黑曲霉(As.niger)和露濕漆斑菌(Myrotheciumroridum)等顯著減少，同時還發(fā)現(xiàn)Act12菌劑能夠有效抑制丹參根結(jié)線蟲的侵染[65]。除此之外，相關(guān)研究將解淀粉芽孢桿菌 9-2、哈茨木霉菌T23、桔綠木霉T56和枯草芽孢桿菌2-1等微生物菌劑施入丹參中，對丹參根腐病均可以起到一定的防治效果[60-63]。

叢枝菌根真菌是存在于土壤中能夠與大部分的植物形成共生關(guān)系的真菌。它的存在可以提高植物的生長發(fā)育水平、增強(qiáng)對礦質(zhì)元素的吸收能力和作物抗逆性的功能，但是隨著連作年限的增加AMF的定殖率會逐漸下降，降低了植物抵抗病原菌的能力。Chen等證實(shí)了接種摩西管球囊霉(Glomusmosseae)能夠有效緩解連作障礙的發(fā)生[66]。接種后的連作丹參其地上部分的生物量增加了50%，根部的定殖率相比未接種增加近30%。不僅提高了連作丹參的抗性，也促進(jìn)了丹參酚酸B的積累。Liu等利用AMF菌根生物肥料處理連作3年的西洋參，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，明顯提高了西洋參的出苗率和莖重率，土壤pH值由4.9增加至5.2，AMF菌根的定殖率相比未施肥也增加了20.3倍，同時伴隨著有益微生物芽孢桿菌屬、假單胞菌屬和鏈霉菌屬的數(shù)量明顯增加，植物根系病原菌的生長得到控制，西洋參根腐病的發(fā)病率降低了50%[67]。也正是由于AMF生物肥料中富含大量的有益微生物，能夠?yàn)橹参锔H細(xì)菌和真菌提供充足的養(yǎng)分，促使有益微生物在土壤中占據(jù)有利地位，而有害病原微生物逐漸得到控制?？傊?，利用微生物菌劑可以對植物的連作障礙起到一定的緩解作用，但是其安全性、穩(wěn)定性、施用方法、施用量及施用時期還有待于開展田間試驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證，其他更多有效微生物菌劑有待進(jìn)一步研發(fā)。

4.4 土壤消毒

土壤消毒是一種可以迅速高效殺死土壤中有害病原菌的技術(shù)，其主要方法包括輻射消毒、化學(xué)物質(zhì)消毒、藥劑消毒和強(qiáng)還原消毒法等。Yang等對丹參連作、間作和輪作3種不同栽培方式進(jìn)行土壤強(qiáng)還原消毒處理，發(fā)現(xiàn)該方法不僅可以提高土壤有機(jī)質(zhì)、有效磷、速效鉀含量和pH值等指標(biāo)，還可以增加細(xì)菌微生物的多樣性，降低鐮刀菌屬的相對豐度，進(jìn)而促進(jìn)丹參幼苗的生長發(fā)育，而且在3種栽培方式的效果比較中發(fā)現(xiàn)：輪作>間作>連作[68]。利用不同濃度的氯化苦熏蒸種植三七的土壤，發(fā)現(xiàn)顯著提高了土壤中全氮、硝態(tài)氮和有效磷等指標(biāo)的含量；三七的出苗率從未熏蒸的2%提高到90%左右；明顯增加了三七植株根莖葉中物質(zhì)的積累；同時也改變了土壤真菌群落結(jié)構(gòu)，致病菌鐮刀菌屬顯著下降，而有益菌木霉菌屬的豐度相對增加[69-70]。在對連作地黃用同一種熏蒸劑進(jìn)行處理時，同樣可以優(yōu)化土壤環(huán)境，有效降低地黃根腐病和輪紋病的發(fā)病率，其中在30 kg/667 m2的處理組降低了86%；而且使地黃總產(chǎn)量提高到 2 039.28 kg/667 m2，顯著提高了產(chǎn)量和品質(zhì)[71]。表明利用土壤消毒法對恢復(fù)土壤環(huán)境是有一定效果的，但是考慮到土壤消毒劑的時效性，所以可以利用輪作或者其他種植方式和土壤消毒相結(jié)合以增加消毒效果的持久性。

5 展望

由于中藥材道地產(chǎn)區(qū)的局限性，連作障礙問題逐漸成為丹參產(chǎn)業(yè)發(fā)展的最大難題，解決連作障礙問題刻不容緩。(1)目前，對于丹參-土壤-微生物之間的相互影響研究還較少，而丹參連作障礙的發(fā)生包含很多因素，現(xiàn)在對于其機(jī)制的研究還不完善。因此，為解決連作障礙，提高丹參的產(chǎn)量和品質(zhì)，還需要對連作機(jī)制進(jìn)行深入研究，從根本上解決連作障礙的問題。(2)現(xiàn)階段，還未廣泛施用微生物肥料，所以還需繼續(xù)探究微生物菌肥的研發(fā)和利用。已有部分研究從丹參中分離出優(yōu)勢內(nèi)生菌，菌株接種作物后發(fā)現(xiàn)其具有發(fā)展為微生物菌肥的潛力，所以今后可以進(jìn)一步從丹參植物自身分離出更多的優(yōu)勢促生菌，探究其優(yōu)勢菌的功能并研發(fā)出促進(jìn)植物生長的微生物菌劑。同時，還可以結(jié)合微生物菌肥、有機(jī)肥、無機(jī)肥和土壤消毒等措施對連作障礙緩解程度的角度進(jìn)行探究。(3)對于丹參根際分泌物的研究目前還停留在成分組成上，由于根際分泌物的種類繁多，仍存在未被鑒定出的物質(zhì)，今后需更深入地對丹參的根際分泌物和殘留的須根腐解物進(jìn)行更全面的研究，同時探究丹參根際分泌物與根際微生物之間的相互作用關(guān)系，對揭示丹參連作障礙機(jī)制和提高丹參的產(chǎn)量和品質(zhì)具有重要的理論和實(shí)踐意義。