白剛，郭鳳霞*，陳垣,2*，袁洪超，肖婉君

(1.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院，農(nóng)學(xué)院，甘肅省中藥材規(guī)范化生產(chǎn)技術(shù)創(chuàng)新重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，甘肅省藥用植物栽培育種工程研究中心，甘肅省干旱生境作物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，甘肅 蘭州 730070；2.甘肅省特色藥用植物資源保護(hù)與利用工程實(shí)驗(yàn)室，甘肅省特色藥材規(guī)范化可追溯栽培工程技術(shù)研究中心，甘肅中天藥業(yè)有限責(zé)任公司，甘肅 定西 748100)

當(dāng)歸(Angelicasinensis)為傘形科當(dāng)歸屬草本藥用植物，以干燥根入藥，具有補(bǔ)血活血等多種功效，是我國傳統(tǒng)大眾中藥材品種之一[1]。當(dāng)歸適宜氣候冷涼，降水充沛的生態(tài)環(huán)境，并適宜排水良好，有機(jī)質(zhì)含量較高的黑褐類土壤[2]。當(dāng)歸野生資源已趨瀕危，全國第四次中藥資源普查僅在甘肅省岷縣和宕昌縣人跡罕至的高寒陰濕灌木林發(fā)現(xiàn)極其稀有的野生當(dāng)歸資源[3]?，F(xiàn)市售當(dāng)歸主要為栽培品種，地處青藏高原東部邊緣地帶的甘肅省岷縣、漳縣、卓尼縣和宕昌縣一帶氣候高寒陰濕，土層深厚肥沃，降水充沛，地勢陡險(xiǎn)，土壤不宜積水，屬于我國優(yōu)質(zhì)當(dāng)歸道地產(chǎn)區(qū)，已有1500多年栽培史，年產(chǎn)量和銷量均占全國當(dāng)歸的90%以上[4]，2001年被中國特產(chǎn)之鄉(xiāng)推薦暨宣傳活動組織委員會命名為“中國當(dāng)歸之鄉(xiāng)”。在限定使用范圍和劑量內(nèi)當(dāng)歸既是保健食品又是中藥材物質(zhì)的中藥材品種。

當(dāng)歸栽培期3年，第1年種子育苗，第2年種苗成藥栽培，第3年留株生產(chǎn)種子。當(dāng)歸一旦進(jìn)入生殖生長其肉質(zhì)根逐漸木質(zhì)化。早期抽薹也稱未熟抽薹，即當(dāng)歸在成藥栽培期尚未成藥而植株提早通過春化作用而抽薹開花，造成藥材根木質(zhì)化失去藥用價(jià)值的物候特征[5]。隨著中藥現(xiàn)代化和藥食同源的普及，當(dāng)歸需求量增大，種植面積擴(kuò)大。然而，適宜當(dāng)歸育苗的生態(tài)區(qū)域卻極其狹窄，僅局限于甘肅省岷縣和漳縣高海拔草原區(qū)，育成種苗質(zhì)量優(yōu)異，根病率和早期抽薹率均低[6]。因此，長期以來供苗基地一直沿用生荒地育苗，不占耕地，是農(nóng)民傳統(tǒng)的育苗方法。然而，隨著全球氣候變暖，當(dāng)歸早期抽薹率提高。另外，重迎茬栽培導(dǎo)致當(dāng)歸根病加重，死苗率高，嚴(yán)重影響栽培成效[7-11]。這些問題加重了藥農(nóng)對生荒地育苗的主觀依賴性。生荒地育苗嚴(yán)重破壞了天然植被和草皮生態(tài)，極不利于保護(hù)野生物種的繁衍[12]。當(dāng)歸道地產(chǎn)區(qū)生態(tài)環(huán)境建設(shè)與傳統(tǒng)育苗方式嚴(yán)重矛盾，可開墾山地幾乎用盡，育苗向更高海拔荒地延伸，生態(tài)環(huán)境日趨惡化[13]，大面積泥石流災(zāi)害頻繁，農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)功能受損，恢復(fù)機(jī)制的研究顯得至關(guān)重要，探尋可替代生荒地當(dāng)歸育苗的熟地農(nóng)茬資源是需要迫切解決的關(guān)鍵科技問題。盡管有人利用岷縣熟土進(jìn)行當(dāng)歸設(shè)施育苗探索，發(fā)現(xiàn)早播搭網(wǎng)育苗有一定成苗率[7]，熟地黃芪(Astragalusmembranaceus)茬土與生荒土盆栽育成當(dāng)歸苗抗逆生化基礎(chǔ)相當(dāng)[4,14]，根際微生物多樣性相似[5]。宕昌縣日光溫室黃芪茬土也較利于當(dāng)歸苗的生長發(fā)育[8]，但設(shè)施育苗因成本高對當(dāng)歸生地育苗現(xiàn)狀的改變成效甚微。近年來，張新慧等[15]調(diào)查發(fā)現(xiàn)，熟地農(nóng)茬口影響當(dāng)歸產(chǎn)量和質(zhì)量。在作物茬口特性研究基礎(chǔ)上[16]，梁偉等[17]首次在卓尼縣8種作物茬口熟地進(jìn)行當(dāng)歸育苗研究。岷縣熟地黃芪與小麥(Triticumaestivum)茬口育成當(dāng)歸種苗抗病性較強(qiáng)[6]。上述研究說明當(dāng)歸依賴生荒地育苗的傳統(tǒng)方式是有望通過科學(xué)研究改變的，但熟地育苗科學(xué)問題尚不明確，缺乏與生荒地育苗的系統(tǒng)比較。逆境是指對作物生長不利的各種綜合環(huán)境因素，抗逆植物具有發(fā)達(dá)的抗氧化系統(tǒng)[18-19]，根病率、返青率和早期抽薹率均是反映當(dāng)歸苗抗逆性強(qiáng)弱的主要指標(biāo)，豌豆(Pisumsativum)具有勻田和培肥地力的雙重作用。因此，在岷縣系統(tǒng)研究生荒地和熟地豌豆-黃芪雙豆輪作茬育成當(dāng)歸種苗抗逆特性及其差異性具有重要意義，可為篩選替代生荒地當(dāng)歸育苗的熟地茬口資源提供科學(xué)依據(jù)，以改變生荒地育苗的傳統(tǒng)格局，促進(jìn)當(dāng)歸產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)化生態(tài)發(fā)展。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況及當(dāng)歸種子來源

當(dāng)歸育苗試驗(yàn)設(shè)在甘肅省定西市岷縣禾馱鄉(xiāng)石家臺村大石溝大灣梁，屬高原型大陸性季風(fēng)氣候，境內(nèi)平均海拔2865 m，年均氣溫5.5 ℃，年均日照時(shí)長2214.9 h，年均降水量800 mm，無霜期123 d，最熱7月平均氣溫16 ℃，最冷1月平均氣溫-6.9 ℃，平均相對濕度68%，植被覆蓋良好，屬典型高寒陰濕區(qū)，高寒草甸土壤類型，為當(dāng)歸傳統(tǒng)道地育苗區(qū)和栽培產(chǎn)區(qū)。

當(dāng)歸生荒地(uncultivated fields, SH )和熟地黃芪茬口(cultivated residue ofA.membranaceus, HQ)育苗試驗(yàn)地分別設(shè)在岷縣禾馱鄉(xiāng)石家臺村大石溝大灣梁山頂和半山腰，位于同一山脈，均屬溫帶大陸性季風(fēng)氣候，但海拔高度、降水量和土壤及植被類型均有差異。山頂生荒地土壤類型為高寒草甸土壤，半山腰熟地農(nóng)田土壤類型為灰棕壤，均適宜當(dāng)歸生長發(fā)育。當(dāng)歸育苗前對植被觀察，育苗期采用地溫自動記錄儀(RC-4HC Data Logger，成都華恒儀器有限公司)對生荒地和熟地試驗(yàn)地中心地表10 cm 處溫度自動記錄(表1)。

育苗試驗(yàn)用當(dāng)歸種子為2016年在生荒地留苗地3年生當(dāng)歸種株采集的種子，經(jīng)甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)陳垣教授鑒定為當(dāng)歸，掛涼保藏備用于生荒地和熟地黃芪茬當(dāng)歸育苗試驗(yàn)。

表1 2016年9月18日至2017年9月17日岷縣生荒地與熟地當(dāng)歸育苗田地表溫度比較Table 1 Comparison of annual soil surface temperatures in the uncultivated and cultivated fields for A. sinensis seedling cultivation in Min County, during September 18, 2017 to September 17, 2018

1.2 岷縣熟地豌豆-黃芪茬口培育及當(dāng)歸育苗

在岷縣禾馱鄉(xiāng)石家臺村半山腰熟地農(nóng)田2013-2014年當(dāng)歸繁種結(jié)束，2015年種植豌豆品種隴豌2號勻田倒茬，2016年采用種子播種蒙古黃芪(A.membranaceusvar.mongholicus)育苗，培育黃芪茬口，以確保茬口土壤均勻一致。2017年當(dāng)歸播種育苗。黃芪茬口培育試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，3次重復(fù)，即在上年豌豆勻田基礎(chǔ)上，2016年4月10日將試驗(yàn)地按坡度劃分為3個(gè)區(qū)組(3次重復(fù))，小區(qū)面積4.8 m2(4.0 m×1.2 m)，區(qū)組間隔0.5 m，四周設(shè)地埂，地埂寬0.5 m，每小區(qū)施用有機(jī)肥1 kg(施用量2083.3 kg·hm-2)，采用開溝條播法播種蒙古黃芪種子，播深3 cm，行距10 cm，播種后耙平，以培育黃芪茬口，每小區(qū)種子播種量75 g(折合播量156.3 kg·hm-2)，黃芪育苗期田間管理同大田。黃芪種苗采挖期2016年10月10日按小區(qū)用叉锨逐區(qū)采挖收獲，維持小區(qū)自然狀態(tài)越冬，對小區(qū)按坡度走向分別編號黃芪茬(HQ1、HQ2、HQ3)，備用于次年當(dāng)歸熟地育苗。

熟地黃芪茬口當(dāng)歸育苗試驗(yàn)于2017年6月1日在上述已培育的茬口進(jìn)行，按小區(qū)撿拾石礫及草根后，每小區(qū)施有機(jī)肥2.5 kg，用鐵锨翻耕后耙平，每小區(qū)當(dāng)歸種子播種量為25 g(折合播量52.0 kg·hm-2)，采用撒播方法播種，播種后覆蓋麥草保墑增溫，覆蓋厚度以遮住土壤為宜。

1.3 岷縣生荒地當(dāng)歸育苗

生荒地當(dāng)歸育苗試驗(yàn)于2017年6月1日開挖草皮后碎土撿拾草根，用鐵锨翻耕后耙平，育苗方法與熟地育苗方法一致，采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，3次重復(fù)，即按坡度走向劃分為3個(gè)區(qū)組(3次重復(fù))，除生境不同外，小區(qū)面積、每小區(qū)施用有機(jī)肥量、當(dāng)歸種子播種量、播種育苗方法均與熟地黃芪茬口完全一致。

上述生荒地和熟地黃芪茬口當(dāng)歸育苗期均不施除草劑和農(nóng)藥，其他農(nóng)事田間管理均與大田一致。

1.4 當(dāng)歸種苗抗逆指標(biāo)測定

當(dāng)歸育苗結(jié)束，2017年10月7日田間采挖種苗時(shí)對生荒地和熟地黃芪茬3個(gè)重復(fù)小區(qū)分別隨機(jī)取樣20苗，每處理共取樣60苗，立即拌鮮土放至采樣箱內(nèi)低溫帶回實(shí)驗(yàn)室，備用于病株統(tǒng)計(jì)和抗逆生理指標(biāo)測定。其余種苗拌鮮土扎把越冬貯藏，備用于次年成藥栽培期返青成活率和早期抽薹率的測定。

當(dāng)歸種苗細(xì)胞膜穩(wěn)態(tài)性按照Guo等[19]的方法以測定相對電導(dǎo)率和氨基酸泄漏率衡量，滲透調(diào)節(jié)能力以測定可溶性糖和可溶性蛋白質(zhì)含量衡量。當(dāng)歸種苗脂質(zhì)過氧化程度以測定丙二醛(malondialdehyde, MDA)含量和組織自動氧化速率(autoxidation rate, AR)衡量。AR測定5 h后的丙二醛含量，以每小時(shí)MDA含量的平均增加量來表示組織自動氧化速率，用于衡量活性氧自由基(reactive oxide species, ROS)對細(xì)胞的氧化攻擊程度[18-19]。采用氮藍(lán)四唑(nitro-blue tetrazolium, NBT)光化還原法測定超氧物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)活性，采用愈創(chuàng)木酚顯色法測定過氧化物酶(peroxidase, POD)活性，采用紫外吸收法測定過氧化氫酶(catalase, CAT)活性，測定在240 nm處每分鐘光密度的變化量[18-19]。上述指標(biāo)每重復(fù)小區(qū)測定3次，每處理共測定9次。

1.5 當(dāng)歸種苗返青成活率和早期抽薹率的測定

種苗返青結(jié)束按重復(fù)小區(qū)依次統(tǒng)計(jì)返青成活株數(shù)和早期抽薹株數(shù)，最后分別計(jì)算返青率和早期抽薹率。

返青成活率(regreen-survival rate)=(移栽后返青成活株數(shù)/移栽總株數(shù))×100%

早期抽薹率(early-bolting rate)=(早期抽薹株數(shù)/返青總株數(shù))×100%

1.6 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

采用Excel 2003進(jìn)行處理平均數(shù)間的t檢驗(yàn)并制圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 岷縣生荒地和熟地豌豆勻田后黃芪育苗田植被和生境比較

岷縣禾馱鄉(xiāng)石家臺村大石溝大灣梁生荒地和熟地生境差異較大，生荒地地勢陡險(xiǎn)(坡度30°)，植被覆蓋度好，半山腰熟地農(nóng)田以農(nóng)作物為主，地勢較為平緩(坡度20°)。盡管生境有一定差異，但生荒地和熟地農(nóng)田四周地埂均以艾草(Artemisiaargyi)為優(yōu)勢種。圖1顯示，山頂生荒地當(dāng)歸育苗區(qū)屬典型高寒草甸植被，以草本植物為優(yōu)勢種群，種群結(jié)構(gòu)復(fù)雜，物種多樣性豐富，與處于同一山脈半山腰的熟地農(nóng)田豌豆輪作黃芪育苗地具有明顯差異，熟地豌豆茬口黃芪育苗田由于定期雜草管理，植物種群結(jié)構(gòu)單一，黃芪優(yōu)勢種生態(tài)位突出。由于生荒地大氣濕度大，當(dāng)歸種子播種后較熟地出苗率高，群體長勢良好，但熟地種苗個(gè)體生長優(yōu)勢較強(qiáng)，在2017年極端干旱條件下也獲得一定數(shù)量的當(dāng)歸種苗(圖1)。

2.2 岷縣生荒地和熟地育成當(dāng)歸種苗根系相對電導(dǎo)率和氨基酸泄露率的比較

生荒地和熟地豌豆-黃芪茬育成當(dāng)歸種苗根系相對電導(dǎo)率和氨基酸泄漏率雖均具有一定差異，但差異性均未達(dá)到顯著水平(P>0.05)，黃芪茬育成當(dāng)歸種苗相對電導(dǎo)率更低(圖2)。然而，在生荒地育成的當(dāng)歸種苗根系氨基酸泄露率更低。熟地黃芪茬較生荒地育成當(dāng)歸種苗根系相對電導(dǎo)率下降15.29%(t=0.926，P>0.05)，但氨基酸泄露率提高9.92%(t=1.518，P>0.05)。

生荒地和熟地黃芪茬育成當(dāng)歸種苗根系可溶性糖含量和可溶性蛋白質(zhì)含量雖有一定差異，但差異性也未達(dá)到顯著水平(P>0.05)，黃芪茬育成當(dāng)歸種苗可溶性糖含量與生荒地育成種苗的水平基本一致，但可溶性蛋白質(zhì)含量低于生荒地的水平，說明黃芪茬熟地與生荒地育成當(dāng)歸種苗糖類滲透調(diào)節(jié)能力一致，但蛋白質(zhì)滲透調(diào)節(jié)能力稍有差異。生荒地育成種苗的蛋白質(zhì)滲透調(diào)節(jié)能力更強(qiáng)。與生荒地育成種苗相比較，熟地黃芪茬育成當(dāng)歸種苗可溶性糖含量僅提高0.44%(t=0.040，P>0.05)，但可溶性蛋白質(zhì)含量卻下降23.68%(t=1.240，P>0.05)(圖2)。

2.3 岷縣生荒地和熟地育成當(dāng)歸種苗根系丙二醛含量與組織自動氧化速率的比較

熟地黃芪茬育成當(dāng)歸種苗根系丙二醛含量和根系組織自動氧化速率均較生荒地育成種苗的水平提高，但兩者差異性不顯著(P>0.05)，黃芪茬與生荒地育成當(dāng)歸種苗MDA含量水平差異性很小，但生荒地種苗AR較低，說明熟地育成當(dāng)歸種苗與生荒地育成當(dāng)歸種苗根系膜脂質(zhì)抗氧化能力略有差異，生荒地育成種苗的抗氧化能力更強(qiáng)，使根系MDA含量處于較低水平(圖3)。與生荒地育成種苗相比較，黃芪茬熟地育成當(dāng)歸種苗MDA含量僅提高2.06%(t=0.478，P>0.05)，而根系A(chǔ)R提高75.67%，但因熟地區(qū)組間變異程度大，變異系數(shù)48.14%，使兩者差異性未達(dá)到顯著水平(t=1.542，P>0.05)。

2.4 岷縣生荒地和熟地育成當(dāng)歸種苗根系抗氧化酶活性的比較

不同生境條件下育苗對當(dāng)歸苗根系抗氧化酶活性具有一定影響(圖4)。熟地黃芪茬口條件下培育的當(dāng)歸種苗根系SOD和POD活性均較強(qiáng)，CAT活性較弱，但與生荒相育成種苗間的差異性均不顯著(P>0.05)，熟地育成當(dāng)歸種苗根系SOD活性較生荒地的水平提高7.15%(t=0.909，P>0.05)，POD活性提高33.96%(t=0.601，P>0.05), CAT活性卻降低16.92%(t=0.903，P>0.05)。熟地育成種苗個(gè)體差異性較大，抗氧化酶類活性重復(fù)小區(qū)間的變異度均大于生荒地育成種苗的水平。

2.5 岷縣生荒地和熟地育成當(dāng)歸種苗根病發(fā)病率和病情指數(shù)的比較

不同生境條件下育成當(dāng)歸種苗越冬后種苗根部發(fā)病率均在25%～35%(圖5)。黃芪茬口熟地條件下培育的當(dāng)歸種苗根部病害發(fā)病率相對較低，較生荒相育成種苗下降10.71%(t=0.802，P>0.05)，病情指數(shù)下降25.00%(t=1.375，P>0.05)，但各小區(qū)種苗發(fā)病株數(shù)差異性較大，導(dǎo)致小區(qū)間變異度大，降低了不同來源差異顯著性。

圖5 生荒地和熟地育成當(dāng)歸種苗根病率和病情指數(shù)的比較Fig.5 Comparison of root disease rate and disease index in A. sinensis seedlings from the uncultivated and cultivated fields

2.6 岷縣生荒地和熟地育成當(dāng)歸種苗移栽返青率和早期抽薹率動態(tài)的比較

不同土壤條件下育成當(dāng)歸種苗春季移栽成藥栽培返青成活率和返青株早期抽薹率的變化動態(tài)差異均不顯著(圖6)。黃芪茬口熟地培育的當(dāng)歸種苗移栽后返青勢強(qiáng)，至返青結(jié)束返青率始終高于生荒地種苗的水平，終返青率較生荒地育成種苗增加3.13%(t=0.402，P>0.05)，但返青株早期抽薹率卻有所提高，平均早期抽薹率較生荒地種苗的水平提高5.32%(t=0.869，P>0.05)，但各小區(qū)返青株中早期抽薹率差異性大，導(dǎo)致小區(qū)間變異度較大，兩者差異性未達(dá)到顯著水平。

圖6 生荒地和熟地育成當(dāng)歸種苗返青成活率和早期抽薹率的比較Fig.6 Comparison of regreen-survival rate and early-bolting rate in A. sinensis seedlings from the uncultivated and cultivated fields

種苗返青成活率與其根系CAT呈正相關(guān)，與POD活性的正相關(guān)達(dá)到顯著水平(P<0.05)，與SOD活性的正相關(guān)達(dá)到極顯著水平(P<0.01)，說明種苗抗氧化酶類活性的增強(qiáng)可提高當(dāng)歸種苗返青成活率，SOD作用更大，POD次之，CAT相對較弱。早期抽薹率與返青率呈極顯著正相關(guān)(P<0.01)，與抗氧化酶活性也均呈正相關(guān)，相關(guān)程度依次為POD>SOD>CAT，與POD和SOD間的正相關(guān)性達(dá)到顯著水平(P<0.05)。種苗丙二醛含量與組織自動氧化速率呈極顯著正相關(guān)(P<0.01)，MDA含量愈高，AR越大，對種苗返青及生長發(fā)育越不利(表2)。

3 討論

3.1 熟地豌豆-黃芪茬育苗可維持當(dāng)歸苗根系膜系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性

相對電導(dǎo)率和氨基酸泄露率是衡量植物膜系統(tǒng)完整性的重要指標(biāo)，細(xì)胞膜穩(wěn)態(tài)性差，膜系統(tǒng)易被氧化損傷，引起電解質(zhì)泄露，相對電導(dǎo)率增大[18-19]。蛋白質(zhì)的不穩(wěn)定性可使氨基酸泄漏率增加[14]。植物在逆境下產(chǎn)生的大量活性氧自由基會引起膜脂質(zhì)過氧化，進(jìn)而損傷膜系統(tǒng)，MDA是膜脂過氧化的最終產(chǎn)物，濃度過高有毒害作用，但低濃度具有信號誘導(dǎo)生物體增強(qiáng)抗逆性的功能，MDA含量與膜穩(wěn)態(tài)性和蛋白質(zhì)穩(wěn)定性相結(jié)合可衡量植物抗逆性，組織自動氧化速率是單位時(shí)間內(nèi)MDA產(chǎn)生的速率，可直接反映細(xì)胞膜脂質(zhì)過氧化反應(yīng)的程度[18-19]。本研究中，當(dāng)歸種苗組織自動氧化速率與MDA含量呈極顯著正相關(guān)進(jìn)一步說明了兩者在抗逆性評價(jià)體系中的內(nèi)在聯(lián)系，生荒地育成當(dāng)歸苗蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性更強(qiáng)，而熟地育成當(dāng)歸苗膜系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)性更佳，因?yàn)樯牡赜擅绺蛋被嵝孤┞屎徒M織自動氧化速率略低，而熟地育成苗根系相對電導(dǎo)率和MDA含量略低，說明不同來源當(dāng)歸種苗抗逆生理機(jī)制可能存在一定差異。2017年6-10月育苗期間降水不均勻，在6-7月正值當(dāng)歸播種出苗期干旱少雨，但育苗后期降水多，可能導(dǎo)致熟地當(dāng)歸苗逆境壓力勢更大，但種苗并沒有受到嚴(yán)重傷害，因?yàn)楦低ㄟ^消耗可溶性蛋白質(zhì)提高抗逆性，MDA處于較低濃度范圍，有利于激活其抗氧化系統(tǒng)機(jī)制，才得以維持種苗生物膜系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性。

表2 生荒地和熟地育成當(dāng)歸種苗抗逆生化指標(biāo)與返青率和早期抽薹率的相關(guān)性分析Table 2 Relation of physicochemical stress resistant indicators to the regreen rate and early-bolting rate of A. sinensis seedlings from the uncultivated and cultivated fields

注: X1, 相對電導(dǎo)率。** 表示相關(guān)性達(dá)極顯著水平(P<0.01), * 表示相關(guān)性達(dá)顯著水平(P<0.05),n=18,R16，0.05=0.468,R16，0.01=0.590。

Note: X1, relative conductivity. ** means great significant correlation atP<0.01, * means significant correlation atP<0.05,n=18,R16，0.05=0.468,R16，0.01=0.590.

3.2 熟地豌豆-黃芪茬育苗可改善當(dāng)歸苗根系糖類滲透調(diào)節(jié)能力

可溶性糖擔(dān)負(fù)著滲透調(diào)節(jié)作用，在植物旺盛光合作用期間通過滲透調(diào)節(jié)作用維護(hù)著細(xì)胞滲透勢、細(xì)胞水分平衡和光合作用[19]。一般植物的抗逆性與可溶性糖的大小呈正相關(guān)[20]。極端逆境影響植物的生長發(fā)育，可溶性蛋白作為保護(hù)性物質(zhì)也參與植物細(xì)胞的滲透調(diào)節(jié)作用，可溶性蛋白含量與植物的抗逆性呈正相關(guān)[21-22]。本研究表明，豌豆-黃芪雙豆間迎茬條件下當(dāng)歸種苗可溶性糖和可溶性蛋白含量均接近生荒地種苗的水平，但可溶性糖較生荒地種苗提高0.11%，可溶性蛋白質(zhì)含量下降4.58%，盡管差異性未達(dá)到顯著水平，但可說明在遇干旱氣候條件下，生荒地育苗對當(dāng)歸種苗有更適宜的環(huán)境優(yōu)勢，環(huán)境壓力較小，也可說明熟地農(nóng)茬口可造就環(huán)境壓力勢，雙豆茬輪作造就的環(huán)境壓力勢在一定程度上提高了當(dāng)歸種苗的滲透調(diào)節(jié)功能及生理調(diào)控保護(hù)作用，從而有利于增強(qiáng)當(dāng)歸種苗的抗逆性。

3.3 熟地豌豆-黃芪茬育苗可增強(qiáng)當(dāng)歸種苗根系SOD和POD酶促抗氧化系統(tǒng)并降低根病率

生物自由基損傷理論證明當(dāng)植物受到各種非生物因子脅迫時(shí)，細(xì)胞內(nèi)活性氧(ROS)包括超氧陰離子(O2·-)、過氧化氫、羥基自由基(·OH)和單線態(tài)氧(1O2)等積累過多，其高度的氧化活性可破壞細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)，使植物抗逆性下降，導(dǎo)致植株發(fā)病甚至死亡，抗逆植物體內(nèi)可進(jìn)化出高效抗氧化機(jī)制，及時(shí)調(diào)控體內(nèi)ROS以減輕這種氧化傷害[18]。SOD主要將最具有毒性的O2·-分解為H2O2和H2O，H2O2進(jìn)一步由POD和CAT協(xié)同清除[19]。抗氧化系統(tǒng)發(fā)達(dá)的植株可抵抗氧化脅迫，有效保護(hù)膜系統(tǒng)[21-22]。本研究中，熟地豌豆-黃芪茬與生荒地育成當(dāng)歸種苗根系內(nèi)MDA含量基本一致，但抗氧化酶類活性存在一定差異。熟地育成種苗SOD和POD活性均高于生荒地種苗的水平，CAT活性卻低于生荒地的水平，盡管差異性未達(dá)到顯著水平，但也可以反映出熟地黃芪茬育苗環(huán)境對當(dāng)歸具有一定環(huán)境脅迫勢，因?yàn)镃AT是抗逆性最弱的抗氧化酶類，逆境條件下一般CAT最先受到影響，易失活。盡管黃芪茬育成當(dāng)歸種苗CAT下降了16.92%，但也維持了一定的CAT活性，較生荒地種苗下降程度未達(dá)到顯著水平，這與金彥博等[23]在岷縣蠶豆(Viciafaba)-黃芪茬口基礎(chǔ)上研究的結(jié)果相似，進(jìn)一步說明黃芪茬口培育的當(dāng)歸種苗可以增強(qiáng)SOD和POD維持根系的生物抗氧化功能。這從種苗返青成活率得到進(jìn)一步解釋，即豌豆-黃芪茬口育成當(dāng)歸種苗較生荒地育成種苗早期抽薹率雖增加5.32%，但返青成活率提高3.13%，這可能是由于熟地育苗期間種苗受到干旱脅迫，加速了種苗的自我繁殖保護(hù)能力的根源所在，因?yàn)樵缙诔檗芬彩侵参飸?yīng)對環(huán)境變遷的抗逆表現(xiàn)，營養(yǎng)生長期的干旱脅迫可誘發(fā)當(dāng)歸物候的轉(zhuǎn)變，即從營養(yǎng)生長及早進(jìn)入生殖生長，完成生活史?？寡趸到y(tǒng)發(fā)達(dá)的種苗返青成活率和早期抽薹率均高的結(jié)果也證明了這一點(diǎn)。由于土壤是植物生長生存的環(huán)境，植物可以改變土壤的生態(tài)環(huán)境，進(jìn)而影響后茬植物的生長發(fā)育。植物對茬口的適應(yīng)也是一種抗逆表現(xiàn)[24]。一般在田間最大持水量的60%范圍內(nèi)，土壤含水量越高，土壤微生物的活性愈強(qiáng)，從而利于植物的生長發(fā)育[25]。雖然當(dāng)歸重迎茬在土壤中積累了自毒物質(zhì)，豆科作物豌豆和黃芪均屬于綠肥作物，可能對降解當(dāng)歸自毒物質(zhì)、促進(jìn)種苗生長發(fā)育均具有重要作用。

4 結(jié)論

茬口形成的因素較為復(fù)雜，但茬口特性的好壞最終表現(xiàn)在后茬作物的產(chǎn)出性能上，盡管熟地豌豆-黃芪間茬口育成當(dāng)歸種苗早期抽薹率較生荒地苗提高5.32%，但根病率下降10.71%，病情指數(shù)下降25.00%，由于根系SOD和POD活性較強(qiáng)，返青率提高7.52%，成藥率提高11.39%，有效補(bǔ)償了早期抽薹率偏高造成的產(chǎn)出損失，說明熟地適宜作物輪作茬口育成當(dāng)歸種苗具有與生荒地種苗相似但有差異的抗逆生理機(jī)制，豌豆-黃芪倒茬輪作可替代生荒地進(jìn)行當(dāng)歸育苗。一般6月中旬麥草覆蓋育苗，生長期100 d即可采挖種苗，拌土入窖越冬，次年春季移栽大田進(jìn)行成藥栽培，但熟地育苗期需加強(qiáng)水肥管理，底肥強(qiáng)化有機(jī)肥，根據(jù)天氣情況及時(shí)遮陽為宜。

致謝：岷縣禾馱鄉(xiāng)郎銀忠和李雪芳提供試驗(yàn)地和合作，隴西縣鞏昌鎮(zhèn)郭志軍、郭天明和郭太平協(xié)助試驗(yàn)地田間管理。中國科學(xué)院大學(xué)博士生陳翔，蘭州大學(xué)碩士生郭愛峰，甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士生梁偉、金彥博、許美玲、王雪琴參與育苗試驗(yàn)，碩士生郭一青、王小琴、陳永中、劉蘭蘭，本科生甄世偉參與指標(biāo)測定。在此一并致謝。