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根部類藥材的連作障礙問題
發文日:106/12/09
根部類藥材的連作障礙問題
針對不同中藥材的使用部位,其對環境需求與栽培年限亦不同,一些根部類藥材如地黃、太子參、丹參等都不宜連作(Lin et al., 2011; Lin et al., 2015; Liu et al., 2016; Wu et al., 2016)。據統計,在中國約有70%的塊根類藥用植物有不同程度的連作障礙問題,進而影響作物產量與品質,通常在同一區塊土地收穫後,需要間隔數年才可再度種植同種作物,此嚴重影響中藥材資源的可持續利用性,並限制中藥產業的進一步發展(Zhang and Lin, 2009)。過去研究顯示,連作栽培所引發的問題主要有三個,如土壤肥力下降、由土壤引起的病蟲害以及植物根系所分泌的自毒性物質(Lin et al., 2011)。近年來有研究認為,連作障礙是由植物根系所釋放物質進入土壤中,改變土壤物理與化學性質,促成根圈(rhizosphere)土壤微生物群落多樣化發展,影響營養循環和能量流動,最後影響植物生育與產量(Lin et al., 2015; Wu et al., 2011; Wu et al., 2013)。此種根圈微生態結構失衡問題,在地黃連作中亦有發現,連作栽培導致葉綠素含量減少,光合作用能力和根系活力下降,其相關的蛋白質合成下降,導致塊根無法正常膨大使產量減少、主要藥用成分梓醇(catalpol)含量變少以及土壤病害嚴重等,讓作物生長陷入惡性循環之困境,對外界環境如乾旱、高溫、病蟲害等防禦能力下降,直接或間接影響其產量與品質(Lin et al., 2011; Zhang et al., 2009)。另外,太子參連作栽培,根部分泌酚類物質導致根圈土壤微生物群落改變及結構失衡,增加對土壤病原菌的易感性,使太子參再度種植的發病率增加(Wu et al., 2016);而太子參與水稻或大豆輪作,能促進土壤中重要酶的活性,以及使有益微生物群落增加,提高其產量及多醣類(polysaccharide)與皂苷(saponin) 等主要藥用成分含量(Lin et al., 2015)。

丹參為多年生草本植物,但在台灣氣候環境溫暖濕潤,栽培丹參宜秋作種植一年即可收穫,其產量與品質皆高於二年生(張,2013),而研究結果顯示,在同一塊田區栽培丹參連作3年,其根部產量與有效成分皆比輪作栽培方式者為低。有研究指出,持續的連作會導致土壤養分失衡、自身毒素的產生,甚或使土壤微生物群落結構產生變化,而植物所釋放的物質進入土壤中會改變土壤的物理與化學性質,促成根際(rhizosphere) 土壤微生物群落多樣化的發展,結果改變後的微生物群落會影響營養循環和能量流動,因此影響植物生長和產量。而作物輪作則是一種常見且有用的農業生產方式,用來克服連作所產生的相關問題,避免因連作引發病蟲害與土壤養分失衡之問題,影響作物的生長與產量,因此未來應建構根部類藥材的輪作體系,以增進土地利用的親和性,降低病蟲害防治的生產成本,並可提高產量與品質,以確保所生產的中藥材具有其藥用價值。

參考文獻
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