太子参安全环保可持续连作障碍消减技术的应用与推广
1 介绍
太子参（Radix Pseudstellariae L.）别名孩儿参、童参，为石竹科多年生草本植物，以根部入药，具有抗疲劳、抗衰老、调脾虚体倦等功效。太子参以福建省柘荣县栽培历史最为悠久，其品质优良，年产量约占全国总产量的60%，素有“中国太子参之乡”美誉，并于1988年被列为太子参的最佳生长适宜区、中国太子参生产基地。2007 年“柘荣太子参”被列入国家地理标志产品保护名录。
福建柘荣县近年也依托太子参产业提出了构筑“海西药城”的目标，致力打造“海西中药材栽培养殖基地、海西药品研发生产基地、海西区域医药物流中心”。2015年柘荣县的药业总产值为26亿元人民币，按照每年30%的增长率，预计“十三五”前期产值便可达到50亿元，到2020年建成集聚百亿产业集群的“海西药城”，实现“闽东药城”到“海西药城”的历史性跨越。作为福建省最具特色的大宗道地药材之一，太子参产业体系的可持续发展对福建中药农业发展有着举足轻重的作用。
近年来，太子参医药价值开发日益深入，其原药材的需求量迅速增加，价格不断攀升，给太子参产业化发展带来重要机遇。但由于太子参在栽培过程中存在的连作障碍问题，严重影响其产量和品质。并且，随着中药资源市场需求量的不断增加，中药农业生产逐渐呈现单一化、规模化、集约化种植的特点，造成生境破碎化、生物多样性水平降低、病虫害发生猖獗、产量品质下降严重等问题，导致药用植物道地产区和规模正逐年缩小。为了供应市场需求，产区正不断外移，但由于非道地产区的气候、土壤等因素不同，导致药材道地性失真、品质下降、药效改变，严重影响了中药材的生产和质量保证。
更为严重的是，在连作障碍成因及作用机理尚不明了的情况下，大部分农户试图通过增施肥料、加大农药用量等措施来维持产量，可是效果不佳，不但提高了生产成本，还导致环境污染、中药材农残超标和农田生态系统功能退化等一系列问题，使中药资源的栽培生产陷入了恶性循环。当前，我国中药农业又面临“耕地红线”保护及“粮食安全”的双重压力，扩展新区无望。因此，作为区域重要中药产业的生产原料，药用植物的可持续生产利用问题已成为该产业可持续发展的瓶颈，有效解决连作障碍问题便成为人们普遍关注的焦点。
有鉴于此，我们认为要从根本上解决太子参的可持续生产利用问题，需要集育种、栽培、生理、生态和农技推广等多个学科的科研力量，采取当前的高新技术与测试手段，深入研究太子参连作介导的根际土壤环境灾变形成机理，从生物资源多样性层面（包括了地上部作物多样性和土壤微生物资源多样性），建立安全环保可持续的太子参连作障碍消减技术体系，包括选用现有的优质太子参品种、栽培技术规范操作规程、确定太子参可持续生产基地等方面。所以该项研究为破解中药材生产中连作障碍难题提供一定的技术支持。
2 建立了太子参安全环保可持续的连作障碍消减技术体系
本研究研制的太子参安全环保可持续的连作障碍消减技术体系，已在宁德市柘荣县楮坪、霞浦县柏洋、福安市范坑乡与三明市尤溪县八字桥乡现代生态农业基地分别进行了生产示范实践，结果表明该技术体系起到了土壤改良、调节植物生长、增加根际生物多样性的作用，能够有效控制连作引起的土存病害的发生，减少化肥与农药用量，降低太子参种植成本，大幅度提高太子参的产量与品质，为解决药用植物普遍存在的连作障碍问题提供了借鉴作用。
（1）建立了太子参－水稻太子参栽培技术
本研究通过长期的研究与实践，根据太子参生长习性，合理选择轮作作物水稻，建立了太子参－水稻
太子参栽培技术，关键技术包括：①整地与培肥②种植间距与密度③稻鸭种养④适时合理追肥⑤病虫害防治⑥大田栽培：即整地施基肥、栽插密度、日常管理。
（2）建立了太子参无公害除草技术
本研究通过在宁德市柘荣县楮坪现代生态农业基地进行太子参无公害除草生产示范等实践，建立了太子参无公害除草技术，关键技术包括：①稻参轮作②灌溉水过滤③农田翻晒④生物功能菌肥培肥⑤纸膜覆盖⑥翻耕晒田⑦中耕除草。
（3）建立了生物功能菌肥消减技术
本研究通过大量的研究与实践，率先采用微生物对峙培养技术、群体效应淬灭技术等，以太子参专化型病原菌（尖孢镰刀菌、串珠镰刀菌、腐皮镰刀菌、踝节霉菌等）为靶标大量筛选有益拮抗细菌和有益拮抗真菌，通过现代微生物发酵技术，优化配制系列发福菌肥（发福1号、发福2号功能菌肥）并进行田间生防效果评价。优化配制的太子参专用菌肥对防治太子参连作障碍效果十分明显，增产效果显著，尤其是发福2号功能菌肥处理的连作太子参产量与头茬太子参产量相当。
该技术已在宁德市柘荣县楮坪、霞浦县柏洋、福安市范坑乡与三明市尤溪县八字桥乡现代生态农业基地分别进行了生产示范实践，总结建立了生物功能菌肥消减技术，具体包括：①生物功能菌肥配置②田间培肥时间③用肥数量控制④培肥深度⑤纸膜覆盖⑥翻耕晒田⑦液体菌肥追施⑧田间管理。
（4）建立了太子参安全环保可持续的连作障碍消减技术体系
本研究通过在宁德市柘荣县楮坪与霞浦县柏洋现代生态农业基地分别进行太子参连作障碍消减生产示范等实践，总结提出了安全环保可持续的连作障碍消减技术体系，主要包括：一是生产基地的选择；二是品种的选择；三是肥料的使用；四是无公害除草技术；五是农药的使用；六是省力机械化收获。
3 建立了太子参安全环保可持续生产示范基地
本研究总结了前期的研究实践成果，综合应用生物学的原理，建立了太子参安全环保可持续生产示范基地4个，具体包括宁德市柘荣县楮坪太子参GAP生产示范基地，霞浦县柏洋太子参安全环保可持续生产示范基地，福安市范坑乡太子参安全环保可持续生产示范基地，三明市尤溪县八字桥乡药用植物栽培教学实践基地，为太子参安全环保可持续生产研究与教学工作提供了重要场所。
4 为福建省太子参安全环保可持续生产提供了示范作用
本项目执行期间，应用研究成果在宁德柘荣县楮坪、霞浦县柏洋与福鼎市管阳现代生态农业基地实施，并建立了太子参安全环保可持续的连作障碍消减生产示范片，示范片面积100亩，重茬面积10亩，示范品种为“柘参2号”，太子参正茬经加权平均亩产为179公斤，两年重茬经加权平均亩产为100.03公斤，重茬地用“发福1号”生物功能菌肥处理经加权平均亩产为166.47公斤，比正茬亩减12.53公斤，减产仅为7%，比两年重茬种植的亩增66.44公斤，比增66.42%；重茬地用“发福2号”生物功能菌肥处理经加权平均亩产为168.33公斤，比正茬亩减10.67公斤，减产仅为5.96%，比两年重茬的亩增68.3公斤，比增68.28%。太子参药效成分检测达到《中华人民共和国药典》标准。
项目执行期间，课题组利用建立的宁德柘荣县楮坪与霞浦县柏洋现代生态农业基地，实施太子参安全环保可持续生产技术，进行规模化生产示范，种植太子参300亩，其中正茬种植对照面积50亩，二年重茬种植面积10亩，重茬地用“发福1号”生物功能菌肥处理种植面积120亩，用“发福2号” 生物功能菌肥处理种植面积120亩，太子参品种均为柘参2号。太子参正茬经加权平均亩产为175.09公斤，两年重茬经加权平均亩产为78.27公斤，重茬地用“发福1号”生物功能菌肥处理经加权平均亩产为161.99公斤，比正茬亩减13.1公斤，减产仅为7.48%，比两年重茬种植的亩增83.72公斤，比增106.96%；重茬地用“发福2号”生物功能菌肥处理经加权平均亩产为165.60公斤，比正茬亩减9.49公斤，减产仅为5.42%，比两年重茬的亩增87.33公斤，比增111.58%。
以上太子参连作障碍消减生产示范片，已通过福建农林大学组织的现场验收。福建东南卫视与霞浦县广播电视台对我校福建农林大学太子参连作障碍消减技术示范现场验收进行了报道。
本项目的主体技术经国内同行专家鉴定，认为本成果系统阐明了太子参连作介导土壤环境灾变的机理，构建了消减关键技术体系并示范推广。研究成果达到国内领先水平，在土壤宏蛋白质组学技术、太子参消减技术等方面达到国际先进水平。
