西洋参(Panax guinquefolium)在分类学上属于五加科(Araliaceae)人参属(Panax)多年生草本植物,常以根入药,具有多方面药学效应,是一种名贵的中药材。西洋参在我国已有几十年的栽培历史,人们在长期的生产实践中发现,西洋参栽培过程中存在着严重的连作障碍问题。在陕西省留坝县西洋参种植基地,当地参农总结出了西洋参的“2+2”栽培模式,虽然减轻了连作障碍的影响,却导致适宜西洋参的土地资源的短缺,影响了西洋参产业的可持续发展。为了从根本上解决问题,需要对问题产生的根源“连作障碍”开展研究,而要掌握西洋参连作障碍产生的原因和发病机理,首先需要了解和掌握西洋参正常栽培生长过程中土壤环境因子的组成、变化规律及其相互作用关系。本研究基于生态学“空间序列代替时间序列”(Temporal for Spatial)的方法,以不同栽培年限(1～4年)的西洋参土壤为研究对象;分别采用“末端限制性片段长度多态性(TRFLP)技术”、“氯仿熏蒸-容量法”和常规土壤理化分析方法,测定土壤细菌和真菌群落组成结构、土壤MBC、土壤养分以及酶活性等指标;通过数理统计和多元分析方法,研究西洋参栽培生长过程中土壤微生物群落结构、微生物生物量、土壤养分和土壤酶的变化规律及其相互作用关系,探究其与西洋参栽培生长之间的关系,为进一步揭示西洋参连作障碍产生的原因和机理打下基础。主要研究成果如下。(1)西洋参的栽培生长对土壤环境造成的影响。①总体上引起了细菌和真菌群落组成结构的较大变化;并使土壤细菌和真菌群落Shannon-Wiener多样性指数降低。②总体上使土壤MBC升高。③使土壤养分组成发生了不同程度的变化,总体表现为全N、铵态N和速效P的升高,pH值的降低,以及全P和有机C的持平。④使土壤酶活性发生了不同程度的变化,总体表现为蔗糖酶、脲酶和碱性磷酸酶活性的降低,以及过氧化氢酶活性的升高。(2)西洋参连续生长二年土壤环境的变化。①细菌与真菌群落多样性和组成结构有不同的变化。第一年至第二年,细菌群落多样性升高,而真菌群落多样性降低,细菌与真菌组成结构均发生了改变;第三年至第四年,细菌和真菌群落多样性均降低,二者的组成结构也发生了改变。②第一年至第二年,MBC含量明显降低,第三年至第四年,MBC含量有所升高。③第一年至第二年,全N、全P、铵态N和速效P含量升高,而pH和有机C降低;第三年至第四年,全N、全P、铵态N和速效P含量降低,而pH和有机C升高。④第一年至第二年,蔗糖酶、脲酶和碱性磷酸酶活性明显降低,过氧化氢酶活性升高;第三年至第四年,蔗糖酶、脲酶和碱性磷酸酶活性明显升高,过氧化氢酶活性降低。(3)不同株龄的西洋参对土壤环境的影响。①相比一年生植株,三年生西洋参植株使细菌多样性提高,真菌多样性降低。②相比一年生植株,三年生西洋参植株明显降低了土壤MBC含量。③相比一年生植株,三年生西洋参植株明显降低了土壤pH,提高了全N、全P、铵态N和速效P含量。④相比一年生植株,三年生西洋参植株明显降低了蔗糖酶、脲酶和碱性磷酸酶活性。(4)西洋参对土壤环境的根际效应。①西洋参根际土壤细菌和真菌群落多样性均高于非根际土壤。②西洋参根际土壤MBC含量高于非根际土壤。③除了土壤全N含量外,土壤pH、铵态N、全P、速效P和土壤综合肥力指数IFI等均表现为非根际高于根际土壤。④土壤蔗糖酶和过氧化氢酶活性表现为根际高于非根际土壤,而脲酶和碱性磷酸酶则表现为非根际高于根际土壤。(5)西洋参的栽培生长对土壤微生物群落与环境因子关系的影响。西洋参的栽培生长过程中,不同土壤环境因子的变化与土壤微生物群落组成结构的变化密切相关。与土壤细菌群落分异相关的因子分别为细菌群落S和H、真菌群落S和H、MBC、pH、全N、全P、速效P、有机C、蔗糖酶、过氧化氢酶、脲酶和碱性磷酸酶;而与土壤真菌群落分异相关的因子分别为细菌群落S、H和J,真菌群落H、S和J,以及MBC、有机C、全P和脲酶。以上研究表明,西洋参的栽培种植改变了土壤中生物与非生物学因子的组成格局;西洋参播种后生长二年与移栽后生长二年,土壤环境均发生了复杂的变化,并且这种变化在总体上是朝着不利于西洋参生长的方向发展的;不同株龄的西洋参对土壤环境影响不同;大多数情况下西洋参的根际效应都比较明显。